LTC-5689KD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드 (650nm) - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력

1. 제품 개요

LTC-5689KD는 선명한 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 3자리 7세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 0.56인치(14.2mm)의 자릿수 높이를 특징으로 하여 우수한 가시성을 제공합니다. 이 디스플레이는 GaAs 기판 위에 성장된 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 하이퍼 레드 LED 칩을 사용합니다. 이 기술은 적색 스펙트럼에서의 높은 효율과 우수한 색 순도로 선택되었습니다. 이 장치는 검은색 전면과 흰색 세그먼트로 높은 대비를 제공하여 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다. 발광 강도로 분류되며, 환경 고려 사항을 갖춘 현대 전자 설계에 적합한 RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공됩니다.

1.1 주요 특징 및 장점

LTC-5689KD는 설계자에게 신뢰할 수 있는 선택이 되는 몇 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다:

• 광학 성능:높은 밝기와 높은 대비를 제공하여 디스플레이가 쉽게 읽히도록 합니다. 넓은 시야각을 자랑하여 시청자가 디스플레이 정면에 있지 않은 애플리케이션에 적합합니다.
• 전력 효율:낮은 전력 요구 사항을 가지고 있어 배터리 구동 또는 에너지 절약형 장치에 유리합니다.
• 미적 및 제작 품질:연속적이고 균일한 세그먼트를 특징으로 하여 점등된 세그먼트에 시각적 단절이나 간격 없이 우수한 문자 외관을 제공합니다. 솔리드 스테이트 구조는 높은 신뢰성과 긴 작동 수명을 보장합니다.
• 설계 유연성:멀티플렉스 공통 애노드 구성은 다중 자릿수 디스플레이의 구동 회로를 단순화하여 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀 수를 줄입니다.
• 품질 보증:장치는 발광 강도로 분류(빈닝)되어 단일 조립체에 여러 디스플레이를 사용할 때 일관된 밝기 일치를 가능하게 합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서 디스플레이를 작동하는 것은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 소비 전력:최대 70 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA (펄스 조건: 1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭).
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 정격은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28 mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 작동 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 납땜 조건:이 장치는 시트 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 측정했을 때 260°C에서 3초 동안 납땜을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 주변 온도(Ta) 25°C에서 측정한 일반적인 작동 매개변수입니다.

• 평균 발광 강도(Iv):순방향 전류(IF) 1 mA로 구동할 때 320 μcd(최소)에서 1250 μcd(최대)까지 범위이며, 일반적인 값이 제공됩니다.
• 피크 방출 파장(λp):650 nm (IF=20mA). 이는 하이퍼 레드 발광의 색상 점을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):20 nm (IF=20mA), 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 주 파장(λd):639 nm (IF=20mA).
• 칩당 순방향 전압(VF):일반적으로 2.60V, IF=20mA에서 2.10V에서 2.60V까지 범위입니다. 회로 설계는 이 변동을 고려해야 합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 100 μA. 이 매개변수는 테스트 목적으로만 사용되며, 연속 역방향 바이어스 작동은 금지됩니다.
• 발광 강도 일치 비율:IF=1mA에서 유사한 광 영역 내 세그먼트 간 최대 2:1, 균일성을 보장합니다.
• 크로스 토크:사양은 1.0% 미만으로, 인접 세그먼트의 원치 않는 발광을 최소화합니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 패키지 치수 및 공차

기계 도면은 PCB 레이아웃 및 외함 설계를 위한 중요한 치수를 제공합니다. 모든 주요 치수는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25mm의 표준 공차를 가진 밀리미터 단위입니다. 조립을 위한 주요 참고 사항은 다음과 같습니다: 세그먼트의 이물질 또는 기포는 10 mils를 초과해서는 안 됩니다; 반사판의 굽힘은 길이의 1% 미만이어야 합니다; 표면 잉크 오염은 20 mils 미만이어야 합니다. 핀 끝 이동 공차는 ±0.4 mm입니다. 안정적인 납땜을 위해 1.0 mm의 PCB 구멍 직경을 권장합니다.

3.2 핀 구성 및 내부 회로

디스플레이는 14핀 구성을 가지고 있습니다. 멀티플렉스 공통 애노드 타입입니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 1-7은 각각 세그먼트 A부터 G까지의 캐소드입니다. 핀 8은 소수점 DP1, DP2, DP3의 공통 캐소드입니다. 핀 9, 10, 11은 각각 자릿수 3, 2, 1의 공통 애노드입니다. 핀 12는 소수점 DP4 및 DP5의 공통 애노드입니다. 핀 13과 14는 각각 DP5와 DP4의 캐소드입니다. 내부 회로도는 세 자릿수와 다섯 소수점이 어떻게 상호 연결되는지 명확히 보여주며, 이는 올바른 멀티플렉싱 구동 순서를 설계하는 데 필수적입니다.

4. 적용 지침 및 설계 고려 사항

4.1 중요한 적용 주의사항

이 지침을 준수하는 것은 안정적인 작동에 매우 중요합니다:

• 작동 한계:전류, 전력 또는 온도의 절대 최대 정격을 절대 초과하지 마십시오. 이는 심각한 광 출력 저하 또는 파괴적 고장을 초래할 것입니다.
• 구동 회로 설계:일관된 밝기와 수명을 유지하기 위해 정전류 구동을 강력히 권장합니다. 회로는 지정된 순방향 전압(VF)의 전체 범위를 수용하도록 설계되어야 합니다. 역방향 전압 및 전원 켜기/끄기 시 순간적인 스파이크로부터의 보호는 손상을 방지하기 위해 필수적입니다.
• 열 관리:구동 전류는 과열을 방지하기 위해 애플리케이션 환경의 최대 주변 온도를 기반으로 감소되어야 합니다.
• 환경 요인:디스플레이에 응결을 방지하기 위해 습한 환경에서 급격한 온도 변화를 피하십시오. 조립 중에 디스플레이 본체에 기계적 힘을 가하지 마십시오.
• 오버레이와 함께 사용:인쇄/패턴 필름을 감압 접착제로 적용하는 경우, 외부 힘이 이동을 일으킬 수 있으므로 전면 패널에 직접 누르지 않도록 하십시오.
• 다중 디스플레이 일치:두 개 이상의 디스플레이를 사용하는 조립체의 경우, 균일한 외관을 보장하기 위해 동일한 발광 강도 빈에서 유닛을 선택하십시오.
• 기계적 응력 테스트:최종 제품에 낙하 또는 진동 테스트가 필요한 경우, 디스플레이 호환성을 보장하기 위해 조건을 사전에 평가해야 합니다.

4.2 보관 조건

적절한 보관은 디스플레이의 납땜성과 성능을 보존합니다. 제품이 원래의 습기 차단 포장에 있는 동안 권장되는 보관 조건은 온도 5°C~30°C, 상대 습도 60% RH 미만입니다. 이러한 조건이 충족되지 않거나 차단 백이 6개월 이상 열린 경우, 핀이 산화될 수 있습니다. 이러한 경우 사용 전 재도금 및 재분류가 필요할 수 있습니다. 장기 보관을 피하고 제품을 신속히 소비하기 위해 재고 관리를 권장합니다.

5. 성능 곡선 및 특성 분석

데이터시트는 상세한 설계 분석에 필수적인 일반적인 성능 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 재현되지 않지만 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):구동 전류와 LED 칩 양단의 전압 강하 사이의 관계를 보여주며, 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:광 출력이 구동 전류와 함께 어떻게 증가하는지 설명하여 원하는 밝기에 적합한 작동점을 선택하는 데 도움을 줍니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:온도 상승에 따른 광 출력의 감소를 보여주어 열 설계 결정에 정보를 제공합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 피크 및 주 파장과 스펙트럼 반폭을 확인합니다.

이러한 곡선을 통해 엔지니어는 비표준 조건(다른 전류 또는 온도)에서의 성능을 예측하고 효율성과 신뢰성을 위해 설계를 최적화할 수 있습니다.

6. 일반적인 적용 시나리오 및 설계 노트

LTC-5689KD는 사무 자동화 장치, 통신 장비 및 가전 제품을 포함한 일반 전자 장비용으로 고안되었습니다. 선명한 숫자 디스플레이로 다음과 같은 용도에 적합합니다:

• 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 전원 공급 장치).
• 산업용 제어판 및 타이머.
• 전자레인지, 오디오 리시버 또는 기후 제어 시스템과 같은 소비자 가전 제품.
• 판매 시점 단말기 및 정보 디스플레이.

설계 노트:고장이 안전에 영향을 미칠 수 있는(예: 항공, 의료 기기, 운송 제어) 탁월한 신뢰성이 필요한 애플리케이션의 경우, 적합성을 평가하기 위해 사전 적용 상담이 필요합니다. 구동 마이크로컨트롤러 펌웨어는 각 자릿수에 대해 원하는 세그먼트를 점등하기 위해 해당 세그먼트 캐소드를 낮은 상태로 당기면서 공통 애노드(핀 9, 10, 11, 12)를 순차적으로 활성화하는 올바른 멀티플렉싱 루틴을 구현해야 합니다. 잔상 효과는 모든 자릿수가 지속적으로 켜져 있는 것 같은 착시를 만듭니다.

7. 기술 비교 및 차별화

표준 GaAsP 또는 GaP 적색 LED와 같은 오래된 기술과 비교하여, LTC-5689KD의 AlInGaP 하이퍼 레드 칩은 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 큰 밝기를 제공합니다. 색상은 표준 적색 LED의 주황빛 적색에 비해 더 깊고 포화된 적색(650nm 피크)입니다. 멀티플렉스 공통 애노드 설계는 정적 구동 디스플레이와의 주요 차별화 요소로, 필요한 구동기 핀 수를 크게 줄여(정적 구동의 경우 26+개에서 멀티플렉스의 경우 14개로) PCB 레이아웃을 단순화하고 마이크로컨트롤러 자원 요구 사항을 줄이지만, 전용 스캐닝 구동 루틴이 필요하다는 비용이 따릅니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: 발광 강도 빈닝의 목적은 무엇입니까?

A: 빈닝은 일관성을 보장합니다. 여러 디스플레이를 나란히 사용할 때, 동일한 빈에서 선택하면 유닛 간 밝기의 가시적 차이가 최소화되어 전문적이고 균일한 외관을 만듭니다.

Q: 왜 정전압보다 정전류 구동을 권장합니까?

A: LED 순방향 전압(VF)에는 공차(예: 2.1V~2.6V)가 있습니다. 정전압 소스는 한 세그먼트 또는 디스플레이에서 다른 곳으로 전류(및 따라서 밝기)의 상당한 변동을 일으킬 것입니다. 정전류 소스는 VF 변동에 관계없이 동일한 전류가 흐르도록 보장하여 균일한 밝기를 보장합니다.

Q: 5V 마이크로컨트롤러 핀으로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아니요. 전류 제한 저항 또는 바람직하게는 전용 정전류 구동기 IC를 사용해야 합니다. 5V 핀을 세그먼트 캐소드에 직접 연결하면(애노드에 전원이 공급된 상태) 절대 최대 연속 전류(25mA)를 초과하여 LED를 파괴할 가능성이 높습니다. 저항 값은 공급 전압, LED의 VF 및 원하는 순방향 전류(IF)를 기반으로 계산되어야 합니다.

Q: 연속 순방향 전류에 대해 "25°C부터 선형적으로 감소"는 무엇을 의미합니까?

A: 이는 주변 온도가 25°C 이상으로 상승할 때마다 허용 가능한 최대 연속 전류가 0.28 mA 감소한다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 50°C(25°C 이상)에서 최대 전류는 세그먼트당 25 mA - (25 * 0.28 mA) = 25 mA - 7 mA = 18 mA가 됩니다.

LED 사양 용어

LED 기술 용어 완전 설명

광전 성능

용어	단위/표시	간단한 설명	중요한 이유
광효율	lm/W (루멘 매 와트)	전력 와트당 광출력, 높을수록 더 에너지 효율적입니다.	에너지 효율 등급과 전기 비용을 직접 결정합니다.
광속	lm (루멘)	광원에서 방출되는 총 빛, 일반적으로 "밝기"라고 합니다.	빛이 충분히 밝은지 결정합니다.
시야각	° (도), 예: 120°	광도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다.	조명 범위와 균일성에 영향을 미칩니다.
색온도	K (켈빈), 예: 2700K/6500K	빛의 따뜻함/차가움, 낮은 값은 노란색/따뜻함, 높은 값은 흰색/차가움.	조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다.
연색성 지수	단위 없음, 0–100	물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이 좋습니다.	색상 정확성에 영향을 미치며, 쇼핑몰, 박물관과 같은 고수요 장소에서 사용됩니다.
색차 허용오차	맥아담 타원 단계, 예: "5단계"	색상 일관성 메트릭, 작은 단계는 더 일관된 색상을 의미합니다.	동일 배치의 LED 전체에 균일한 색상을 보장합니다.
주파장	nm (나노미터), 예: 620nm (빨강)	컬러 LED의 색상에 해당하는 파장.	빨강, 노랑, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다.
스펙트럼 분포	파장 대 강도 곡선	파장 전체에 걸친 강도 분포를 보여줍니다.	연색성과 색상 품질에 영향을 미칩니다.

전기적 매개변수

용어	기호	간단한 설명	설계 고려사항
순방향 전압	Vf	LED를 켜기 위한 최소 전압, "시작 임계값"과 같습니다.	드라이버 전압은 ≥Vf이어야 하며, 직렬 LED의 경우 전압이 더해집니다.
순방향 전류	If	정상 LED 작동을 위한 전류 값.	일반적으로 정전류 구동, 전류가 밝기와 수명을 결정합니다.
최대 펄스 전류	Ifp	짧은 시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류, 디밍 또는 플래싱에 사용됩니다.	손상을 피하기 위해 펄스 폭과 듀티 사이클을 엄격히 제어해야 합니다.
역방향 전압	Vr	LED가 견딜 수 있는 최대 역전압, 초과하면 항복될 수 있습니다.	회로는 역연결 또는 전압 스파이크를 방지해야 합니다.
열저항	Rth (°C/W)	칩에서 솔더로의 열전달 저항, 낮을수록 좋습니다.	높은 열저항은 더 강력한 방열이 필요합니다.
ESD 면역	V (HBM), 예: 1000V	정전기 방전을 견디는 능력, 높을수록 덜 취약합니다.	생산 시 정전기 방지 조치가 필요하며, 특히 민감한 LED의 경우.

열 관리 및 신뢰성

용어	주요 메트릭	간단한 설명	영향
접합 온도	Tj (°C)	LED 칩 내부의 실제 작동 온도.	10°C 감소마다 수명이 두 배가 될 수 있음; 너무 높으면 광감쇠, 색 변위를 유발합니다.
루멘 감가	L70 / L80 (시간)	밝기가 초기 값의 70% 또는 80%로 떨어지는 시간.	LED "서비스 수명"을 직접 정의합니다.
루멘 유지	% (예: 70%)	시간이 지난 후 유지되는 밝기의 비율.	장기 사용 시 밝기 유지 능력을 나타냅니다.
색 변위	Δu′v′ 또는 맥아담 타원	사용 중 색상 변화 정도.	조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미칩니다.
열 노화	재료 분해	장기간 고온으로 인한 분해.	밝기 감소, 색상 변화 또는 개방 회로 고장을 유발할 수 있습니다.

패키징 및 재료

용어	일반 유형	간단한 설명	특징 및 응용
패키지 유형	EMC, PPA, 세라믹	칩을 보호하는 하우징 재료, 광학/열 인터페이스를 제공합니다.	EMC: 내열성 좋음, 저비용; 세라믹: 방열성 더 좋음, 수명 더 길음.
칩 구조	프론트, 플립 칩	칩 전극 배열.	플립 칩: 방열성 더 좋음, 효율성 더 높음, 고출력용.
인광체 코팅	YAG, 규산염, 질화물	블루 칩을 덮고, 일부를 노랑/빨강으로 변환하며, 흰색으로 혼합합니다.	다른 인광체는 효율성, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다.
렌즈/광학	플랫, 마이크로렌즈, TIR	광 분포를 제어하는 표면의 광학 구조.	시야각과 배광 곡선을 결정합니다.

품질 관리 및 등급 분류

용어	빈닝 내용	간단한 설명	목적
광속 빈	코드 예: 2G, 2H	밝기에 따라 그룹화되며, 각 그룹에 최소/최대 루멘 값이 있습니다.	동일 배치에서 균일한 밝기를 보장합니다.
전압 빈	코드 예: 6W, 6X	순방향 전압 범위에 따라 그룹화됩니다.	드라이버 매칭을 용이하게 하며, 시스템 효율성을 향상시킵니다.
색상 빈	5단계 맥아담 타원	색 좌표에 따라 그룹화되며, 좁은 범위를 보장합니다.	색상 일관성을 보장하며, 기기 내부의 고르지 않은 색상을 피합니다.
CCT 빈	2700K, 3000K 등	CCT에 따라 그룹화되며, 각각 해당 좌표 범위가 있습니다.	다른 장면의 CCT 요구 사항을 충족합니다.

테스트 및 인증

용어	표준/시험	간단한 설명	의미
LM-80	루멘 유지 시험	일정 온도에서 장기간 조명, 밝기 감쇠 기록.	LED 수명 추정에 사용됩니다 (TM-21과 함께).
TM-21	수명 추정 표준	LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서 수명을 추정합니다.	과학적인 수명 예측을 제공합니다.
IESNA	조명 공학 학회	광학적, 전기적, 열적 시험 방법을 포함합니다.	업계에서 인정된 시험 기반.
RoHS / REACH	환경 인증	유해 물질 (납, 수은) 없음을 보장합니다.	국제적으로 시장 접근 요구 사항.
ENERGY STAR / DLC	에너지 효율 인증	조명 제품의 에너지 효율 및 성능 인증.	정부 조달, 보조금 프로그램에서 사용되며, 경쟁력을 향상시킵니다.