1. 제품 개요
LTC-5674JG는 고체형 3자리 숫자 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장치 및 계측기에서 선명하고 가시성이 높은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 비투명 GaAs 기판에 장착된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 칩을 활용합니다. 이 소재 시스템은 녹색 스펙트럼에서 높은 효율과 우수한 색 순도로 알려져 있습니다. 이 장치는 회색 전면판과 흰색 세그먼트를 특징으로 하며, 이들이 함께 작동하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 본 디스플레이는 신뢰할 수 있고, 오래 지속되며, 에너지 효율적인 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다.
1.1 핵심 장점 및 목표 시장
이 디스플레이는 전문적 및 산업용 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 낮은 전력 요구 사항은 배터리로 작동되거나 에너지 효율을 중시하는 장치에 상당한 이점입니다. 우수한 문자 가독성과 높은 밝기 및 높은 대비를 결합하여 멀리서도 다양한 주변광 조건에서 선명하게 읽을 수 있습니다. 넓은 시야각은 다중 사용자 환경에서나 디스플레이가 사용자를 정면으로 향하지 않을 때도 가독성을 보장하는 데 중요합니다. 솔리드 스테이트 구조는 움직이는 부품이 없고 충격 및 진동에 대한 높은 저항력으로 고유한 신뢰성을 제공합니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되어, 제품의 광 출력을 기준으로 유닛을 선별 및 정렬하므로 설계자가 제품 라인 전반에 걸쳐 일관된 밝기를 위해 부품을 선택할 수 있습니다. 마지막으로, 무연 패키지는 RoHS와 같은 현대 환경 규정 준수를 보장합니다. 목표 시장에는 산업용 제어판, 시험 및 계측 장비, 의료 기기, 자동차 대시보드(보조 디스플레이용) 및 명확한 숫자 데이터 표시가 필요한 소비자 가전이 포함됩니다.
2. 기술 파라미터 심층 분석 및 객관적 해석
이 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 전기 및 광학 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공하며, 설계 엔지니어에게 이들의 중요성을 설명합니다.
2.1 절대 최대 정격
이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.
- 세그먼트 당 전력 소산 (70 mW): 이는 단일 세그먼트가 손상 없이 열(및 빛)로 변환할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 반도체 접합부의 과열 위험이 있어 수명이 단축되거나 파손될 수 있습니다. 설계자는 구동 회로가 특히 높은 주변 온도에서 전력 소모가 이 값 미만으로 유지되도록 전류를 제한해야 합니다.
- 세그먼트당 피크 순방향 전류 (60 mA @ 1 kHz, 10% 듀티 사이클): 이 등급은 연속 등급보다 높은 전류에서 펄스 동작을 허용합니다. 10% 듀티 사이클(시간의 10%는 켜짐, 90%는 꺼짐)과 1 kHz 주파수는 열 축적을 방지합니다. 이는 멀티플렉싱 방식이나 순간적인 더 높은 휘도를 얻는 데 사용될 수 있습니다. 시간에 따른 평균 전류가 연속 등급을 초과하지 않도록 하는 것이 중요합니다.
- 세그먼트 당 연속 순방향 전류 (25 mA): 지정된 조건(추정 25°C)에서 세그먼트에 무제한으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다. 이는 정전류 드라이버 설계의 주요 파라미터입니다. 25°C 이상에서 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수는 매우 중요합니다. 예를 들어, 85°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 다음과 같습니다: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA이러한 심각한 전력 감소는 고온 환경에서 열 관리의 중요성을 강조합니다.
- 세그먼트당 역전압 (5 V): LED 접합이 항복되기 전에 역방향(캐소드가 애노드에 비해 양극)으로 인가될 수 있는 최대 전압입니다. 이는 LED의 전형적인 상대적으로 낮은 값으로, 역전압 서지가 발생할 수 있는 회로(예: 전원 투입 시퀀스 또는 유도성 부하)에서 보호가 필요함을 강조합니다.
- Operating & Storage Temperature Range (-35°C to +85°C): 신뢰할 수 있는 동작 및 비동작 상태 보관을 위한 주변 온도 한계를 정의합니다. 극한 온도에서의 성능은 영향을 받습니다(예: 고온에서 광도 감소, 저온에서 순방향 전압 증가).
2.2 Electrical & Optical Characteristics
이는 지정된 시험 조건 하에서의 대표적이고 보장된 성능 파라미터입니다.
- 세그먼트당 평균 발광 강도(IV): 이는 밝기의 핵심 측정 기준입니다.
- 최소/대표/최대: 200 / 577 / 6346 μcd @ IF=10mA: 200에서 6346 μcd에 이르는 넓은 범위는 상당한 빈닝(binning) 과정을 나타냅니다. The 대표적인 값인 577 μcd는 예상되는 중간 성능입니다. 설계자는 반드시 최소값 모든 조건에서 가독성을 보장하기 위한 최악의 경우 밝기 계산을 위한 값(200 μcd). 높은 최대값은 선별된 유닛의 잠재적 밝기를 보여줍니다.
- 시험 조건 참고: 광도는 CIE 명시(주간 적응) 눈 반응 곡선(V(λ))에 맞추어 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다. 이는 측정이 단순한 복사 에너지가 아닌 인간의 밝기 인식과 상관관계를 가지도록 보장합니다.
- 세그먼트당 순방향 전압 (VF): 전형/최대: 2.1 / 2.6 V @ IF=20mA. 이는 LED가 동작할 때 발생하는 전압 강하입니다. 최대값 2.6V 값은 전원 공급 장치나 구동 회로 설계에 매우 중요합니다. 이 전압 이상을 공급해야 모든 단위가 정상적으로 켜집니다. 변동 범위(2.1V~2.6V)는 일반적인 반도체 제조 공차에 기인합니다.
- 최대 발광 파장 (λp): Typ: 571 nm @ IF=20mA. 이 파장은 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 파장입니다. 571 nm는 가시 스펙트럼의 녹황색 영역에 해당합니다. 이 파라미터는 AlInGaP 재료 구성에 의해 고정됩니다.
- 주 파장 (λd): Typ: 572 nm. 피크 파장과 약간 다르며, 이는 인간의 눈이 LED의 색상과 일치하는 것으로 인지하는 단일 파장입니다. 이는 표시되는 색상의 주요 결정 요소입니다.
- 스펙트럼 선 반폭 (Δλ): Typ: 15 nm. 이는 방출 스펙트럼의 확산 정도를 측정합니다. 15 nm 값은 상대적으로 순수하고 협대역인 녹색을 나타내며, 높은 색채 채도를 위해 바람직합니다.
- 세그먼트별 역전류(IR): 최대: 100 μA @ VR=5V. 이는 LED가 최대 정격에서 역방향 바이어스될 때 흐르는 미세한 누설 전류입니다. 일반적으로 회로 설계에서는 무시할 수 있습니다.
- 광도 매칭 비율(IV-m): Max: 2:1 @ IF=1mA. 이는 다중 세그먼트/디스플레이의 핵심 파라미터입니다. 단일 디바이스 내에서 가장 어두운 세그먼트의 밝기가 가장 밝은 세그먼트 밝기의 절반 이상(2:1 비율)이 되도록 보장합니다. 이로 인해 모든 숫자와 세그먼트의 외관이 균일하게 유지됩니다.
3. Binning System 설명
데이터시트는 해당 소자가 \"광도(luminous intensity)에 따라 분류됨\"이라고 명시합니다. 이는 제조된 단위품이 표준 테스트 전류(아마도 10mA 또는 20mA)에서 측정된 광 출력을 기준으로 테스트되어 서로 다른 그룹(빈)으로 분류되는 빈닝 과정을 의미합니다.
- 목적: 설계자에게 예측 가능하고 일관된 휘도 수준을 제공하기 위함입니다. 특정 빈(bin)에서 부품을 구매함으로써, 엔지니어는 생산 런에 포함된 모든 디스플레이가 유사한 휘도를 가져 제품 간에 눈에 띄는 차이가 발생하지 않도록 보장할 수 있습니다.
- 데이터시트 내 근거: 광도(Luminous Intensity)에 대해 명시된 매우 넓은 범위(200~6346μcd)는 이것이 모든 빈(bin)에 걸친 총 분포임을 강력히 시사합니다. 특정 주문 코드 또는 접미사(본 발췌문에는 상세히 기재되지 않음)는 일반적으로 빈(bin) 등급을 나타냅니다.
- 디자인 시사점: 밝기 일관성이 가장 중요한 애플리케이션(예: 계기판)의 경우, 설계자는 주문 시 요구되는 빈(Bin)을 명시해야 합니다. 빈을 무작위로 혼합하여 사용하면 허용할 수 없는 밝기 편차가 발생할 수 있습니다.
4. Performance Curve Analysis
제공된 PDF 발췌문에는 "Typical Electrical / Optical Characteristic Curves"가 언급되어 있지만, 구체적인 그래프는 본문에 포함되어 있지 않습니다. 표준 LED 동작을 기반으로 가능한 내용과 그 중요성을 추론할 수 있습니다.
4.1 추정 곡선 정보
- Forward Current (IF) 대 순방향 전압(VF) 곡선: 이 그래프는 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 이는 설계자가 LED의 동적 저항과 주어진 구동 전류에 필요한 정확한 전압을 이해하는 데 도움이 되며, 특히 간단한 저항 기반 전류 제한 방식을 사용할 때 중요합니다.
- 광도(IV) 대 순방향 전류(IF) 곡선: 이것은 매우 중요합니다. 이는 전류가 증가함에 따라 휘도가 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서는 선형적이지만, 열 효과와 효율 저하로 인해 매우 높은 전류에서는 포화 상태에 이릅니다. 이 곡선을 통해 설계자는 휘도와 전력 소모/발열 사이에서 균형을 맞출 수 있습니다.
- 광도(IV) vs. 주변 온도 곡선: 이 그래프는 온도가 상승함에 따른 휘도 감소를 수치화한 것입니다. AlInGaP LED는 일반적으로 GaP와 같은 구형 기술보다 더 나은 고온 성능을 보이지만, 휘도는 여전히 감소합니다. 이 데이터는 전체 온도 범위에서 안정적으로 작동하는 시스템을 설계하는 데 필수적입니다.
- 상대 강도 대 파장 (스펙트럼) 곡선: 이는 571-572 nm 근처의 15 nm 반치폭을 가진 좁은 방출 피크를 시각적으로 묘사하여 색순도를 확인시켜 줍니다.
중요성: 이러한 곡선들은 정적 테이블이 제공할 수 없는 동적 성능 데이터를 제공합니다. 이를 통해 실제 비표준 작동 조건에서 디스플레이의 거동을 예측 모델링할 수 있습니다.
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 물리적 치수
데이터시트에는 "패키지 치수" 도면이 포함되어 있습니다(본문에 세부 내용 없음). 일반적인 0.52인치 3자리 디스플레이의 주요 특징으로는 전체 길이, 너비, 높이, 숫자 높이(13.2mm), 세그먼트 너비, 그리고 숫자 간 간격이 있습니다. 장착 평면과 리드 위치가 정의되어 있습니다. 특별히 명시되지 않는 한 모든 치수는 ±0.25 mm의 공차를 가지며, 이는 해당 부품 유형의 표준으로, PCB 풋프린트 설계와 패널 개구부 설계 시 반드시 고려되어야 합니다.
5.2 핀 연결 및 내부 회로
본 장치는 공통 애노드(Common Anode) 구성. 이는 주어진 자릿수에 대한 모든 LED의 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 핀아웃 테이블은 필수적입니다:
- 자릿수: Common anodes for Digit 1, 2, and 3 are available on pins 12, 13, 27, 28, 29 (note: pins 13 & 28 both for Digit 2; 12 & 29 both for Digit 1; 27 for Digit 3). This duplication provides layout flexibility.
- 세그먼트: 세그먼트 A부터 G까지의 개별 캐소드는 각각 핀 23, 16, 17, 18, 22, 21, 20에 위치합니다.
- 소수점: 각 자릿수의 소수점(DP1, DP2, DP3)을 위한 세 개의 별도 캐소드 핀은 핀 26, 19/10, 24에 있습니다. 핀 19와 10은 모두 Digit 2의 DP에 연결되어 있습니다.
- 연결 없음 (NC) 핀: 여러 핀(1-11, 15, 30)이 "NO CONNECTION"으로 표시되어 있습니다. 이 핀들은 내부 전기적 연결이 없으며, 플로팅 상태로 두거나 납땜 시 기계적 안정성을 위해 사용할 수 있습니다.
- 내부 회로도: 이는 각 자릿수의 공통 애노드가 해당 핀에 연결되고, 각 세그먼트 LED의 캐소드가 각각의 핀에 연결되는 것을 보여줍니다. 이를 이해하는 것은 멀티플렉싱 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
6. 납땜 및 조립 지침
데이터시트는 단일 납땜 조건을 명시합니다: 260°C에서 3초 동안, 시팅 플레인 아래 1/16 인치(약 1.6mm) 위치.
- 해석: 이는 웨이브 솔더링 또는 핸드 솔더링 가이드라인입니다. 이는 리드가 260°C의 솔더에 짧은 시간 침지될 수 있음을 나타냅니다. "시팅 플레인 아래" 지시사항은 솔더가 리드를 과도하게 따라 올라가 패키지에 열적 또는 기계적 스트레스를 유발하는 것을 방지합니다.
- Reflow Soldering: 데이터시트에는 리플로우 프로파일이 제공되지 않습니다. 현대적인 SMT 조립(비록 이것은 스루홀 디바이스로 보이지만)의 경우, 피크 온도가 약 245-260°C인 표준 무연 리플로우 프로파일이 허용될 가능성이 높지만, 저장 온도 한계(85°C) 내에 머물도록 최대 패키지 본체 온도를 모니터링해야 합니다.
- 일반 주의사항:
- 삽입 시 리드에 과도한 기계적 스트레스를 피하십시오.
- 부식 방지를 위해 필요한 경우 적절한 플럭스를 사용하고 완전한 세척을 보장하십시오.
- 내부 와이어 본드나 LED 칩 손상을 방지하려면 지정된 솔더링 시간과 온도를 초과하지 마십시오.
- 보관 조건: 지정된 범위인 -35°C ~ +85°C 내에서 건조한 환경에 보관하여 습기 흡수를 방지하십시오. 습기 흡수는 솔더링 시 "팝코닝(popcorning)" 현상을 일으킬 수 있습니다.
7. 응용 제안 및 설계 고려사항
7.1 대표적인 응용 시나리오
- Industrial Control Panels: 설정값, 공정 값(온도, 압력, 계수), 타이머 판독값 표시용.
- Test & Measurement Equipment: 디지털 멀티미터, 주파수 카운터, 전원 공급 장치, 오실로스코프(2차 판독용).
- 의료 기기: 환자 모니터(비중요 매개변수용), 주입 펌프, 진단 장비.
- 자동차 애프터마켓/보조 디스플레이: 트립 컴퓨터, 부스트 게이지, 전압 모니터.
- 소비자/상업용 가전: 전자레인지, 커피메이커, 피트니스 장비, 판매 시점 단말기.
7.2 주요 설계 고려사항
- Current Limiting: LED는 전류 구동 장치입니다. 항상 전류 제한 저항 또는 정전류 구동 회로를 사용하십시오. 저항 값을 계산하려면 다음 공식을 사용하십시오: 최대값 순방향 전압(2.6V)과 원하는 전류(온도에 따라 감액된 ≤25 mA)를 공급 전압(V)에서 얻기 위한 저항값공급): R = (V공급 - VF_max) / IF.
- Multiplexing Drive: For a multi-digit 공통 애노드(Common Anode) display, multiplexing is the standard driving technique. A microcontroller sequentially turns on one digit's 공통 애노드(Common Anode) at a time while applying the 음극 (cathode) pattern for that digit's number. The refresh rate must be high enough (typically >60 Hz) to avoid visible flicker.
- 전류 계산: 멀티플렉싱에서는 각 자릿수가 시간의 일부(3자릿수 표시 장치의 경우 1/3)만 켜지기 때문에, 순간 동일한 평균 밝기를 달성하기 위해 세그먼트 전류를 더 높일 수 있습니다. 세그먼트당 평균 전류를 10 mA로 원하고, 동일한 듀티 사이클로 3자리 숫자를 멀티플렉싱하는 경우 30 mA의 피크 순간 전류를 사용할 수 있습니다. 이는 여전히 피크 순방향 전류 rating (펄스 조건에서 60 mA)을 준수해야 합니다.
- 열 관리: 세그먼트당 최대 소비 전력(70mW)을 고려하십시오. 한 자릿수에서 여러 세그먼트를 연속 구동할 경우 열이 누적될 수 있습니다. 특히 주변 온도가 높은 환경에서 최대 정격 근처에서 동작할 경우, 적절한 공기 흐름 또는 방열 처리를 보장하십시오. 전류 디레이팅 규칙을 기억하십시오.
- 시야각: 디스플레이를 의도된 시야 축이 장치의 최적 시야각(일반적으로 화면에 수직)과 일치하도록 배치하십시오.
- ESD Protection: 명시적으로 언급되지는 않았지만, LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 시 표준 ESD 처리 주의사항을 준수하십시오.
8. Technical Comparison and Differentiation
다른 부품 번호와의 직접적인 비교는 제공되지 않지만, 이 디스플레이에 사용된 AlInGaP 기술이 기존 기술이나 대체 기술에 비해 갖는 본질적인 장점을 강조할 수 있습니다:
- vs. 기존 GaP (Gallium Phosphide) 녹색 LED: AlInGaP는 동일 구동 전류에서 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공하여 더 밝은 디스플레이를 구현합니다. 또한 일반적으로 더 우수한 고온 성능과 색상 안정성을 갖추고 있습니다.
- vs. 필터를 사용한 고휘도 GaN(질화갈륨) 청색/백색 LED: 녹색광을 생성하기 위해 형광체(백색 생성)와 녹색 필터를 사용한 청색 GaN LED를 활용할 수 있지만, 이 방식은 필터가 대부분의 빛을 흡수하므로 AlInGaP와 같은 직접 발광형 녹색 LED보다 본질적으로 효율이 낮습니다. 직접 발광은 단색 녹색에 대해 더 순수한 색상과 더 높은 효율을 제공합니다.
- vs. VFD(Vacuum Fluorescent Display) 또는 백라이트가 있는 LCD: 이 LED 디스플레이는 고체 상태로, 더 견고하며, 더 넓은 작동 온도 범위를 가지며, VFD(고전압 필요)에 비해 더 간단하고 낮은 전압의 DC 구동 전자장치가 필요합니다. LCD와 비교했을 때, 더 우수한 시야각, 밝기 및 저온 환경에서의 성능을 제공하지만, 다중 세그먼트 디스플레이의 경우 더 많은 전력을 소비하며 빛을 방출하는 데만 국한되어 임의의 그래픽을 형성할 수는 없습니다.
9. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기준)
- Q: 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까? A: 아니요. 마이크로컨트롤러 핀은 일반적으로 최대 20-25mA를 소싱/싱크하며 5V(또는 3.3V)입니다. LED 순방향 전압은 약 2.1-2.6V입니다. 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 5V 공급 전압과 20mA 목표 전류의 경우: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120Ω. MCU 핀은 20mA를 연속적으로 소싱하지 못할 수 있습니다; 트랜지스터나 드라이버 IC를 사용하세요.
- Q: 발광 강도 범위가 왜 이렇게 넓습니까 (200~6346 μcd)? A: 이것은 binning 공정. 생산 후 단위가 분류됩니다. 일관된 밝기를 얻기 위해 특정 빈(예: 1000-2000 μcd 빈)에서 구매하게 됩니다. 데이터시트는 전체 가능한 편차를 보여줍니다.
- Q: 내 회로 설계에서 "공통 애노드"는 무엇을 의미하나요? A: 그것은 당신이 디스플레이를 제어하는 방식을 의미합니다. 양전압(애노드) 각 자릿수의 on/off에 대해, 마이크로컨트롤러나 드라이버 IC가 적절한 음극 (cathode) 핀을 접지하여 특정 세그먼트를 점등합니다. 이는 공통 음극 디스플레이와 반대 방식입니다.
- Q: 디레이팅 곡선에 따르면 85°C에서 5.2 mA만 사용할 수 있습니다. 제 디스플레이가 너무 어두워질까요? A: 그럴 가능성이 있습니다. 휘도 대 전류 및 휘도 대 온도 곡선을 확인해야 합니다. 낮은 전류와 높은 온도에서는 밝기가 현저히 떨어집니다. 고온 환경에서 작동하려면 초기에 더 높은 밝기 등급의 제품을 선택하거나 더 어두운 디스플레이를 감수해야 할 수 있습니다. LED 접합 온도를 낮추는 열 관리가 핵심입니다.
- Q: 소수점은 어떻게 연결하나요? A: 이들은 각각 별도의 LED로 자체 캐소드(핀 26, 19/10, 24)를 가지고 있습니다. 이를 추가 세그먼트("DP")처럼 취급하십시오. Digit 1의 소수점을 켜려면 Digit 1의 애노드에 전원이 공급되는 동안 핀 26을 접지하면 됩니다.
10. Practical Design and Usage Case Study
시나리오: 산업용 오븐을 위한 3자리 온도계 설계.
- 요구사항: 표시 범위 0-999°C. 주변 온도 최대 70°C에서 작동. 조명이 밝은 공장 내 2미터 거리에서 선명하게 가독 가능해야 함.
- 부품 선정: LTC-5674JG는 작동 온도 범위(-35 ~ +85°C)와 높은 휘도로 인해 적합합니다.
- 휘도 계산: 주변 온도 70°C에서, 연속 전류 디레이팅: 25 mA - ((70-25)*0.33) ≈ 25 - 14.85 = 최대 연속 10.15 mA. 3자리 멀티플렉싱의 경우 1/3 듀티 사이클을 사용하십시오. 양호한 평균 휘도를 달성하려면 피크 전류 25 mA(60mA 펄스 등급 내)를 사용하십시오. 세그먼트당 평균 전류 = 25mA / 3 ≈ 8.3 mA로, 온도에 대해 안전합니다.
- 구동 회로: 충분한 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러를 사용하십시오. 3개의 NPN 트랜지스터(또는 P채널 MOSFET)를 사용하여 3개의 공통 애노드 핀(자릿수 1,2,3)을 Vcc로 스위칭합니다. 7세그먼트 캐소드 라인(A-G) 각각에 전류 제한 저항을 사용하십시오. 소수점은 사용하지 않을 수 있습니다. 마이크로컨트롤러는 멀티플렉싱 루틴을 실행하여 한 번에 하나의 자릿수 트랜지스터만 켜고 해당 자릿수에 대한 7세그먼트 코드를 출력합니다.
- 열 고려사항: 일부 공기 흐름이 있는 외부 패널에 디스플레이를 장착하십시오. PCB 상의 주요 발열원 바로 옆에 배치하는 것을 피하십시오.
- 결과: 환경 및 가독성 요구사항을 충족하는 신뢰할 수 있고 선명한 디스플레이.
11. 기술 원리 소개
LTC-5674JG는 AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술이 성장된 GaAs (갈륨 비소) 기판. 이 물질 시스템은 스펙트럼의 적색, 주황색, 황색 및 녹색 영역에서의 발광에 해당하는 직접 밴드갭을 가지고 있습니다. 특정 색상(571-572 nm 녹색)은 결정 성장 중 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 비율을 정밀하게 제어하여 달성됩니다. p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 불투명한 GaAs 기판은 방출된 빛의 일부를 흡수하지만, 현대적인 칩 설계와 효율적인 추출 구조로 인해 높은 외부 양자 효율을 달성할 수 있습니다. "회색 얼굴과 흰색 세그먼트"는 플라스틱 패키지의 일부입니다. 회색 얼굴(종종 짙은 회색 또는 검정색)은 대비를 향상시키기 위한 낮은 반사율 배경 역할을 합니다. 흰색 세그먼트는 작은 LED 칩 바로 위에 위치한 빛 확산 영역으로, 점 광원의 빛을 세그먼트 영역 전체에 고르게 퍼뜨려 균일하고 빛나는 외관을 만듭니다.
LED 사양 용어
LED 기술 용어 완전 해설
광전 성능
| 용어 | 단위/표현 | 간단한 설명 | 중요성 |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (루멘 매 와트) | 전력 1와트당 광 출력, 수치가 높을수록 에너지 효율이 높음을 의미합니다. | 에너지 효율 등급과 전기 요금을 직접 결정합니다. |
| 광속 | lm (루멘) | 광원이 방출하는 총 빛의 양으로, 일반적으로 "밝기"라고 합니다. | 빛이 충분히 밝은지 여부를 결정합니다. |
| 시야각 | ° (도), 예: 120° | 광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다. | 조명 범위와 균일도에 영향을 미칩니다. |
| CCT (색온도) | K (켈빈), 예: 2700K/6500K | 빛의 따뜻함/차가움, 값이 낮을수록 노란빛/따뜻함, 높을수록 흰빛/차가움. | 조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다. |
| CRI / Ra | 단위 없음, 0–100 | 물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이면 양호함. | 색상의 정확성에 영향을 미치며, 백화점, 박물관 등 요구 수준이 높은 장소에 사용됨. |
| SDCM | MacAdam 타원 단계, 예: "5-step" | 색상 일관성 지표, 단계가 작을수록 색상 일관성이 높음을 의미합니다. | 동일 배치의 LED 간 색상 균일성을 보장합니다. |
| Dominant Wavelength | nm (나노미터), 예: 620nm (적색) | 컬러 LED의 색상에 해당하는 파장. | 적색, 황색, 녹색 단색 LED의 색조를 결정함. |
| 스펙트럼 분포 | 파장 대 강도 곡선 | 파장에 따른 강도 분포를 나타냅니다. | 색 재현과 품질에 영향을 미칩니다. |
Electrical Parameters
| 용어 | 심볼 | 간단한 설명 | 설계 고려사항 |
|---|---|---|---|
| 순방향 전압 | Vf | LED를 켜기 위한 최소 전압, 예를 들어 "시동 문턱값"과 같습니다. | 드라이버 전압은 Vf 이상이어야 하며, 직렬 LED의 경우 전압이 합산됩니다. |
| 순방향 전류 | If | 일반 LED 작동을 위한 전류값. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 최대 펄스 전류 | Ifp | 짧은 시간 동안 허용되는 피크 전류로, 디밍이나 플래싱에 사용됩니다. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 이를 초과하면 항복이 발생할 수 있습니다. | 회로는 역접속이나 전압 서지를 방지해야 합니다. |
| 열저항 | Rth (°C/W) | 칩에서 솔더로의 열전달 저항, 낮을수록 좋음. | 열저항이 높을수록 더 강력한 방열이 필요함. |
| ESD Immunity | V (HBM), 예: 1000V | 정전기 방전을 견딜 수 있는 능력, 값이 높을수록 취약성이 낮음을 의미합니다. | 생산 과정에서 정전기 방지 조치가 필요하며, 특히 민감한 LED의 경우 더욱 그러합니다. |
Thermal Management & Reliability
| 용어 | 핵심 지표 | 간단한 설명 | 영향 |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED 칩 내부의 실제 작동 온도. | 10°C 감소할 때마다 수명이 2배 증가할 수 있으며, 너무 높으면 광감쇠와 색변화를 초래합니다. |
| 광도 감소 | L70 / L80 (시간) | 초기 밝기의 70% 또는 80%로 감소하는 시간. | LED "수명"을 직접 정의함. |
| Lumen Maintenance | % (예: 70%) | 시간 경과 후 유지되는 밝기의 백분율. | 장기간 사용 시 밝기 유지율을 나타냅니다. |
| 색 편차 | Δu′v′ 또는 MacAdam ellipse | 사용 중 색상 변화 정도. | 조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미침. |
| 열화 노화 | 재료 열화 | 장기간 고온에 의한 열화. | 휘도 저하, 색상 변화 또는 개방 회로 고장을 유발할 수 있습니다. |
Packaging & Materials
| 용어 | 일반적인 유형 | 간단한 설명 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 패키지 타입 | EMC, PPA, 세라믹 | 칩을 보호하고 광학/열적 인터페이스를 제공하는 하우징 재료. | EMC: 우수한 내열성, 저렴한 비용; 세라믹: 더 나은 방열성, 더 긴 수명. |
| 칩 구조 | Front, Flip Chip | 칩 전극 배열. | Flip chip: 더 나은 방열, 더 높은 효율, 고출력용. |
| 형광체 코팅 | YAG, 실리케이트, 나이트라이드 | 청색 칩을 덮고, 일부를 황색/적색으로 변환하여 혼합하여 백색광을 생성합니다. | 서로 다른 형광체는 효율(efficacy), 색온도(CCT), 색재현지수(CRI)에 영향을 미칩니다. |
| Lens/Optics | 평면, 마이크로렌즈, TIR | 표면의 광학 구조가 빛의 분포를 제어합니다. | 시야각과 광분포 곡선을 결정합니다. |
Quality Control & Binning
| 용어 | 빈닝 내용 | 간단한 설명 | 목적 |
|---|---|---|---|
| 광속 빈 | Code e.g., 2G, 2H | 밝기별로 그룹화되어 있으며, 각 그룹은 최소/최대 루멘 값을 가집니다. | 동일 배치 내에서 균일한 밝기를 보장합니다. |
| 전압 빈(Voltage Bin) | 코드 예: 6W, 6X | 순방향 전압 범위별로 그룹화됨. | 드라이버 매칭을 용이하게 하여 시스템 효율을 향상시킵니다. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | 색도 좌표별로 그룹화하여 엄격한 범위를 보장합니다. | 색상 일관성을 보장하여, 조명기기 내부의 색상 불균일을 방지합니다. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K 등 | CCT별로 그룹화되어 있으며, 각각 해당하는 좌표 범위를 가집니다. | 다양한 장면의 CCT 요구사항을 충족합니다. |
Testing & Certification
| 용어 | 표준/시험 | 간단한 설명 | 의의 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 광유지율 시험 | 일정 온도에서 장기간 조명을 가동하며, 휘도 감쇠를 기록함. | LED 수명 추정에 사용됨 (TM-21 포함). |
| TM-21 | 수명 추정 기준 | LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서의 수명을 추정합니다. | 과학적인 수명 예측을 제공합니다. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 광학, 전기, 열적 시험 방법을 포함합니다. | 업계에서 인정받는 시험 기준. |
| RoHS / REACH | 환경 인증 | 유해 물질(납, 수은)이 없음을 보장합니다. | 국제 시장 접근 요건 |
| ENERGY STAR / DLC | 에너지 효율 인증 | 조명에 대한 에너지 효율 및 성능 인증. | 정부 조달, 보조금 프로그램에 사용되며 경쟁력을 강화합니다. |