目錄
1. 產品概覽
LTD-323JD係一款高性能、0.3吋(7.62毫米)數碼高度嘅數碼顯示模組。佢專為需要清晰、明亮同可靠數字讀數嘅應用而設計。呢款器件採用黑面白劃設計,提供極佳對比度,確保字符外觀最佳同視角闊。其固態結構確保喺各種操作環境下都有長期可靠性。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款顯示屏嘅主要優勢包括高亮度、高對比度同低功耗要求。採用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)超紅光LED晶片,並以非透明GaAs基板為基礎,係其性能嘅關鍵,相比舊技術提供更優越嘅發光效率同色彩純度。呢個特點令佢適合多種應用,包括工業儀錶、測試同測量設備、消費電器、汽車儀錶板(輔助顯示)同銷售點終端,呢啲場合都需要清晰、節能嘅數字指示。
2. 技術參數深入分析
呢個部分會詳細、客觀咁解讀規格書中指定嘅關鍵技術參數。
2.1 光度學同光學特性
光學性能係顯示屏功能嘅核心。典型峰值發射波長(λp)係650 nm,屬於超紅光譜範圍。主波長(λd)指定為639 nm。譜線半寬度(Δλ)係20 nm,表示相對較窄嘅光譜帶寬,有助於色彩純度。喺1mA正向電流嘅測試條件下,平均發光強度(Iv)範圍由最低200 μcd到最高600 μcd。發光強度匹配比為2:1(最大值),確保各劃之間有合理嘅均勻度。要注意嘅係,發光強度係使用近似CIE明視覺響應曲線嘅感測器同濾光片組合嚟測量,確保數值同人眼感知相關。
2.2 電氣參數
關鍵電氣參數係每劃嘅正向電壓(Vf),喺正向電流(If)為20mA時,典型值為2.6V。最小值係2.1V。當施加5V反向電壓(Vr)時,每劃嘅反向電流(Ir)最大值為100 μA。呢啲參數對於設計適當嘅限流電路同確保LED正確偏置至關重要。
3. 絕對最大額定值同熱考慮
絕對最大額定值定義咗操作極限,超出呢個極限可能會造成永久損壞。喺25°C時,每劃嘅連續正向電流係25 mA,降額因子係0.33 mA/°C。呢個意思係允許嘅連續電流會隨住環境溫度升高而降低。每劃嘅峰值正向電流係90 mA,但僅限於脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。每劃最大功耗係70 mW。器件可以喺-35°C至+85°C嘅溫度範圍內操作同儲存。對於組裝,最高焊接溫度係260°C,喺安裝平面下方1.6mm處最多持續3秒,呢個係標準回流焊曲線嘅考慮因素。
4. 分級系統解釋
規格書指出器件係按發光強度分類嘅。呢個意味住一個分級系統,器件會根據佢哋喺標準測試電流(可能係1mA)下測量到嘅光輸出進行分類同銷售。分級由最小同最大強度值定義(例如,200-300 μcd、300-400 μcd等)。設計師應該指定所需嘅分級,或者喺為需要多個顯示屏亮度均勻嘅應用採購元件時,留意潛在嘅強度差異。呢個型號嘅規格書冇指定電壓或波長分級。
5. 性能曲線分析
雖然具體圖表冇喺提供嘅文本中詳細說明,但呢類器件嘅典型曲線會包括:
- IV曲線(電流對電壓):顯示正向電壓同電流之間嘅指數關係。對於AlInGaP紅光LED,膝點電壓(電流開始顯著上升嘅位置)通常喺1.8-2.0V左右。
- 發光強度對正向電流:喺較低電流下通常係線性關係,喺較高電流下可能因熱效應而飽和。
- 發光強度對環境溫度:顯示光輸出隨接面溫度升高而下降。AlInGaP LED嘅發光強度通常具有負溫度係數。
- 光譜分佈:相對強度對波長嘅圖,顯示峰值喺~650nm同光譜半寬度。
呢啲曲線對於理解器件喺非標準操作條件下嘅行為,以及優化驅動電路以實現效率同壽命至關重要。
6. 機械同封裝資訊
器件採用標準LED顯示屏封裝。所有尺寸均以毫米為單位提供,一般公差為±0.25 mm,除非另有說明。確切嘅佔位面積同腳位間距喺封裝圖中定義,呢個對於PCB(印刷電路板)佈局好重要。劃段排列係連續同均勻嘅。
6.1 腳位配置同極性識別
LTD-323JD採用雙工共陽極配置。呢個意思係有兩個共陽極腳位(多位數封裝中每個數碼一個;對於單一位數,可能只用一個)。腳位定義如下:腳位5係數碼2嘅共陽極,腳位10係數碼1嘅共陽極。劃段陰極連接至腳位:A(腳位3)、B(腳位9)、C(腳位8)、D(腳位6)、E(腳位7)、F(腳位4)同G(腳位1)。腳位2標記為"無腳位"。正確識別陽極同陰極腳位對於防止LED反向偏置至關重要。
7. 焊接同組裝指引
提供嘅關鍵焊接參數係最高允許溫度260°C持續3秒,測量位置喺安裝平面下方1.6mm。呢個同標準無鉛回流焊曲線兼容。設計師應確保組裝期間嘅熱曲線唔超過呢個限制,以避免損壞環氧樹脂封裝或內部接線。應遵守針對ESD(靜電放電)敏感器件嘅標準處理預防措施。儲存應喺指定嘅-35°C至+85°C範圍內,並處於乾燥環境中。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
非常適合任何需要明亮、清晰數字顯示嘅設備。例子包括數字萬用錶、頻率計數器、時鐘收音機、廚房電器計時器、暖通空調控制器、醫療設備讀數同工業過程監視器。
8.2 設計考慮因素
- 限流:務必為每個劃段或共陽極使用串聯電阻(或恆流驅動器)嚟設定正向電流。根據電源電壓(Vcc)、典型正向電壓(Vf ~2.6V)同所需電流(例如,10-20mA)計算電阻值。R = (Vcc - Vf) / If。
- 多工掃描:對於多位數顯示屏,多工驅動方案好常見,可以減少腳位數量。共陽極會順序切換,同時施加相應嘅劃段數據。確保呢個方案中嘅峰值電流唔超過絕對最大額定值。
- 視角:闊視角有好處,但喺機械設計時要考慮目標用戶嘅視線。
- 熱管理:雖然功耗低,但喺密閉空間內要確保足夠通風,特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下操作時。
9. 技術比較
同舊技術(例如標準GaAsP(磷化鎵砷)紅光LED)相比,AlInGaP超紅光LED提供顯著更高嘅發光效率,從而喺相同驅動電流下實現更高亮度。佢仲提供更好嘅色彩飽和度(更純嘅紅色),並且通常有更長嘅操作壽命。同用濾光片實現紅色顯示嘅白光LED相比,超紅光LED效率更高,因為佢直接發射所需顏色,消除咗濾光片損耗。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:"無腳位"連接有咩用途?
答:呢個通常係封裝中未使用嘅腳位位置,通常係為咗機械對稱性,或者因為封裝模具用於多種唔同腳位定義嘅器件變體。佢唔應該連接喺電路中。
問:我可唔可以直接用5V微控制器腳位驅動呢個顯示屏?
答:唔可以。正向電壓只係~2.6V。直接連接5V會導致過大電流,損壞LED。必須使用限流電阻。
問:"按發光強度分類"對我嘅設計意味住咩?
答:呢個意思係唔同生產批次嘅顯示屏可能會有輕微唔同嘅亮度水平。如果多個單元之間嘅視覺均勻性好關鍵(例如,喺多位數面板中),你應該指定一個嚴格嘅分級代碼,或者實施軟件亮度校準。
問:呢款顯示屏適合戶外使用嗎?
答:操作溫度範圍擴展到-35°C至+85°C,涵蓋好多環境。然而,對於直接陽光照射,要考慮環氧樹脂可能因紫外線而降解,並確保亮度足夠喺日光下閱讀。可能需要塗覆保護塗層以防潮。
11. 實用設計案例
場景:使用LTD-323JD設計一個簡單嘅兩位數計數器,由3.3V微控制器驅動。
實現方法:使用多工掃描技術。將兩個共陽極腳位(數碼1同數碼2)連接到兩個配置為開漏/開集輸出嘅微控制器GPIO腳位。將七個劃段陰極(A-G)通過獨立嘅33Ω限流電阻(計算為~20mA:R = (3.3V - 2.6V) / 0.02A = 35Ω;33Ω係標準值)連接到另外七個GPIO腳位。軟件會輪流開啟一個共陽極,同時為要顯示嘅數碼設定劃段腳位。刷新率應該高於60 Hz以避免可見閃爍。
12. 原理介紹
器件基於半導體p-n結中嘅電致發光原理運作。當施加超過能隙能量嘅正向電壓時,電子同電洞喺有源區(AlInGaP多量子阱結構)內復合,以光子形式釋放能量。鋁、銦、鎵同磷嘅特定成分決定咗能隙能量,從而決定咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下,係650 nm嘅超紅光。非透明GaAs基板吸收雜散光,提高對比度。
13. 發展趨勢
LED顯示技術嘅趨勢繼續朝向更高效率、更低功耗同更高集成度發展。雖然像LTD-323JD咁樣嘅分立式七劃管顯示屏喺特定應用中仍然相關,但對於更複雜嘅圖形同靈活性,正轉向點陣OLED同微型LED顯示屏。然而,對於簡單、高可靠性、高亮度嘅數字讀數,AlInGaP同更新嘅基於InGaN嘅LED顯示屏,由於其穩健性、長壽命同大批量生產嘅成本效益,將繼續被廣泛使用。封裝技術嘅進步可能會帶來更薄嘅外形同更闊嘅視角。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |