LTP-4323JD LED顯示屏規格書 - 0.4吋字高 - 超紅光 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTP-4323JD係一款高性能、雙位字母數字顯示模組，專為需要清晰、明亮、可靠嘅數字同有限字母顯示嘅應用而設計。佢嘅核心技術基於鋁銦鎵磷（AlInGaP）半導體材料，專門設計用於發出超紅光譜嘅光。呢種材料選擇，喺非透明砷化鎵（GaAs）基板上生長，相比舊技術，為紅光發射提供咗更高嘅效率同亮度。裝置採用灰色面配白色段嘅設計，喺唔同光線條件下提供高對比度，確保極佳嘅可讀性。佢按發光強度分類，確保唔同生產批次嘅性能一致，並且提供符合RoHS指令嘅無鉛封裝。

1.1 主要特點同優勢

• 緊湊易讀：具備0.4吋（10.0 mm）字高，適合空間有限嘅面板，同時保持極佳嘅字符清晰度。
• 卓越光學性能：由於採用AlInGaP LED晶片同連續均勻段設計，提供高亮度、高對比度同寬視角。
• 節能高效：功耗要求低，有助於降低整體系統功耗。
• 設計靈活：提供共陰極配置（根據呢份規格書），簡化咗好多基於微控制器系統嘅驅動電路設計。
• 結構堅固：提供固態可靠性，字符外觀出色，並且易於安裝喺標準印刷電路板（PCB）上。
• 符合環保標準：採用無鉛元件封裝，符合現代環保標準。

1.2 目標應用同市場

呢款顯示屏適用於各行各業嘅普通電子設備。典型應用包括儀錶板、測試同測量設備、銷售點系統、工業控制介面、消費電器同通訊設備。佢專為需要可靠、清晰、明亮嘅字母數字指示嘅應用而設計。規格書明確警告，未經事先諮詢，唔好將呢款標準商用級元件用於安全關鍵系統（例如航空、醫療生命維持、交通控制），突顯咗佢主要市場係通用工業同消費電子產品。

2. 技術規格同客觀解讀

以下部分根據規格書，對裝置嘅電氣、光學同熱特性進行詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超過呢啲極限可能會對裝置造成永久損壞。喺呢啲極限下或達到呢啲極限時操作並唔保證。

• 每段功耗：70 mW。呢係單個LED段可以安全散熱而唔會過熱風險嘅最大功率。
• 每段峰值正向電流：90 mA。呢個電流僅允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）短暫使用，唔適用於連續操作。
• 每段連續正向電流：25°C時為25 mA。當環境溫度（Ta）高於25°C時，呢個電流會以0.33 mA/°C線性遞減。例如，喺85°C時，最大連續電流約為：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA。
• 溫度範圍：操作同儲存溫度範圍為-35°C至+85°C。
• 焊接條件：裝置可以承受260°C焊接5秒，測量點喺安裝平面下方1/16吋（≈1.59 mm）。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺指定測試條件下（Ta=25°C）測量嘅典型同最大/最小性能參數。

• 平均發光強度（Iv）：範圍由200 μcd（最小）到650 μcd（最大），並提供典型值，測試條件為IF=1mA。呢個表示亮度輸出。
• 每段正向電壓（VF）：典型值為2.6V，並指定最大值，測試條件為IF=20mA。設計師必須確保驅動電路能夠提供足夠電壓，以考慮到呢個VF範圍，喺所有單元上實現所需電流。
• 峰值發射波長（λp）：650 nm。呢個係發射光強度最高嘅波長，定義咗超紅光顏色。
• 主波長（λd）：639 nm。呢個係人眼感知到匹配光顏色嘅單一波長，對於顏色規格至關重要。
• 譜線半寬（Δλ）：20 nm。呢個表示光譜純度；數值越細，表示光越單色。
• 反向電流（IR）：VR=5V時最大100 μA。規格書強烈指出，呢個反向電壓條件僅用於測試目的，裝置唔可以喺反向偏壓下連續操作。
• 發光強度匹配比：同一相似光區域內嘅段之間最大為2:1。呢個指定咗一個字符內各段之間允許嘅亮度變化。
• 串擾：指定為≤ 2.5%，指相鄰段之間嘅唔需要嘅光學干擾。

3. 分級同分類系統

LTP-4323JD採用發光強度分類系統。即係話，單元會根據測量到嘅光輸出進行測試同分類，放入唔同嘅性能等級。模組標記包括Z: BIN CODE識別碼。咁樣設計師就可以選擇亮度水平一致嘅顯示屏，喺多單元應用中實現統一外觀。規格書冇詳細說明每個代碼對應嘅具體分級代碼值或強度範圍，呢啲通常會喺單獨嘅分級文件或購買時協議中定義。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本中冇詳細說明具體圖表，但呢類曲線通常包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：顯示非線性關係，對於設計恆流驅動器至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流（I-L曲線）：展示光輸出如何隨電流增加而增加，通常喺較高電流時由於熱效應而變得次線性。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出隨溫度升高而遞減，對於非恆溫環境中嘅應用至關重要。
• 光譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示650nm處嘅峰值同20nm半寬。

呢啲曲線對於理解裝置喺非標準條件下（唔同電流、溫度）嘅行為，以及優化設計以提高效率同壽命至關重要。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

顯示屏具有標準雙列直插式封裝（DIP）佔位面積。關鍵尺寸註釋包括：

• 所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.25 mm，除非另有說明。
• 引腳尖端偏移公差為0.4 mm。
• 對段上嘅異物（≤10 mils）、墨水污染（≤20 mils）、反射器彎曲（≤其長度嘅1/100）同段內氣泡（≤10 mils）設定咗特定質量限制。
• 建議用於引腳嘅PCB孔直徑為Ø1.30mm。

5.2 引腳排列同極性識別

裝置有20個引腳。內部電路圖同引腳連接表顯示，對於呢個特定型號（LTP-4323JD），佢係共陰極類型。每個段（A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, DP）都有自己嘅陽極引腳。兩個字符共用共陰極引腳（字符1用引腳4，字符2用引腳10）。引腳14列為無連接。正確識別共陰極引腳對於正確設計電路以正確吸收電流至關重要。

6. 焊接同組裝指引

6.1 自動焊接設定

對於波峰焊或回流焊，條件指定為260°C持續5秒，測量點喺元件安裝平面下方1.59mm（1/16吋）。組裝期間元件本體本身嘅溫度唔可以超過最大額定溫度。

6.2 手動焊接說明

對於手動焊接，烙鐵頭應接觸安裝平面下方1.59mm處。焊接時間必須喺350°C ±30°C嘅溫度下5秒內完成。超過呢啲時間或溫度限制可能會損壞內部引線鍵合或LED晶片。

7. 可靠性測試

裝置根據軍用（MIL-STD）、日本工業（JIS）同內部標準進行一系列全面嘅可靠性測試。呢啲測試驗證咗佢嘅穩健性同壽命：

• 操作壽命測試（RTOL）：喺最大額定電流下連續操作1000小時，測試長期發光衰減同故障。
• 環境壓力測試：包括高溫/高濕儲存（65°C/90-95% RH下500小時）、高溫儲存（105°C下1000小時）同低溫儲存（-35°C下1000小時）。
• 熱循環同熱衝擊：溫度循環（-35°C同105°C之間30個循環）同熱衝擊（-35°C同105°C之間快速轉換30個循環），測試由於熱膨脹係數（CTE）不匹配導致嘅機械故障。
• 可焊性測試：耐焊性（260°C下10秒）同可焊性（245°C下5秒）確保引線能夠承受組裝過程。

8. 關鍵應用註釋同設計考慮

8.1 設計同實施警告

• 驅動電流同熱管理：超過建議嘅連續正向電流或操作溫度會加速光輸出衰減（流明衰減），並可能導致過早災難性故障。必須遵守電流嘅線性遞減曲線。
• 電路保護：驅動電路必須包含針對反向電壓同開機或關機序列期間電壓瞬變嘅保護，因為LED具有低反向擊穿電壓。
• 恆流驅動：呢個係驅動LED嘅推薦方法。佢確保咗唔同單元之間同溫度變化下亮度一致，因為佢補償咗LED正向電壓嘅負溫度係數。
• 正向電壓考慮：電源或驅動電路必須設計成能夠適應正向電壓嘅全範圍（VF，典型值2.6V，最大值根據規格），以保證喺所有條件下將目標驅動電流輸送到所有段。

8.2 典型應用電路概念

對於像LTP-4323JD咁樣嘅共陰極顯示屏，通常會使用典型嘅多路復用方案來控制兩個字符嘅16個段。共陰極引腳（4同10）會順序切換到地（例如通過電晶體），同時驅動適當嘅段陽極引腳為高電平（使用限流電阻或恆流驅動器IC）來點亮該字符嘅所需段。咁樣可以減少所需嘅微控制器I/O引腳數量。設計必須確保多路復用脈衝期間每段嘅峰值電流唔超過絕對最大額定值，並且隨時間嘅平均電流達到所需亮度水平。

9. 比較優勢同技術背景

使用AlInGaP技術製造紅光LED，相比舊技術如砷化鎵磷（GaAsP）係一個重大進步。AlInGaP提供咗顯著更高嘅外部量子效率，從而喺相同輸入電流下實現更明亮嘅輸出。超紅光發射（650nm峰值）喺視覺上亦更為突出，並且喺顯示屏可能透過濾光片或喺環境陽光下觀看嘅應用中提供更好嘅性能。灰色面/白色段設計最大化咗對比度。同簡單嘅7段顯示屏相比，16段格式允許更完整地表示字母（儘管有限），增加咗裝置喺需要數字旁邊顯示短文本訊息嘅應用中嘅實用性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可唔可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個顯示屏？

答：唔可以。典型正向電壓係2.6V，但始終需要串聯一個限流電阻來設定正確電流（例如20mA）。只用5V引腳會導致過大電流並損壞LED段。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 計算電阻值。

問：峰值波長同主波長有咩區別？

答：峰值波長（650nm）係發射光譜嘅物理峰值。主波長（639nm）係人眼感知到嘅顏色點，由於發射光譜嘅形狀可能有所不同。兩者對於規格都好重要。

問：點解推薦恆流驅動而唔係恆壓驅動？

答：LED嘅正向電壓（Vf）會隨溫度升高而降低。使用恆壓電源，呢個會導致電流增加，引起進一步加熱同熱失控。恆流源無論Vf點樣變化都保持穩定電流，確保穩定亮度並保護LED。

問：點樣解讀發光強度匹配比2:1？

答：呢個意思係，喺定義嘅相似光區域（可能喺一個字符內）內，最光嘅段嘅亮度唔會超過最暗嘅段嘅兩倍。佢係一個均勻性嘅量度。

11. 實用設計同使用示例

場景：設計一個簡單嘅兩位數電壓錶讀數顯示。LTP-4323JD會係理想選擇。微控制器嘅ADC讀取電壓，將其轉換為十進制數字，並驅動顯示屏。韌體會處理多路復用：佢設定十位數嘅段圖案到陽極線，將共陰極引腳4接地一段短時間（例如5ms），然後設定個位數嘅段圖案並將共陰極引腳10接地相同時間，快速重複。視覺暫留會產生兩個數字連續亮起嘅錯覺。需要根據電源電壓同所需嘅平均段電流（考慮多路復用嘅佔空比）仔細計算限流電阻。如果驅動電路可能使LED承受反向電壓，設計必須包括保護二極體。

12. 工作原理

裝置基於半導體p-n結中嘅電致發光原理運作。當施加超過二極體導通閾值嘅正向電壓時，來自n型AlInGaP層嘅電子同來自p型層嘅電洞復合。呢個復合事件以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP晶格嘅特定合金成分決定咗帶隙能量，直接定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係大約650 nm嘅紅光區域。非透明嘅GaAs基板吸收任何向下發射嘅光，通過將其向上反射來提高整體效率。顯示屏中嘅每個段包含一個或多個呢啲微型LED晶片。

13. 技術趨勢同背景

基於AlInGaP嘅LED代表咗一種成熟且高度優化嘅技術，用於琥珀色、紅色同超紅色發射。雖然更新嘅材料如氮化鎵（GaN）主導咗藍色、綠色同白色LED市場，但AlInGaP喺更長波長方面仍然係效率領導者。顯示技術嘅當前趨勢集中於小型化（細過0.4吋數字）、更高像素密度（趨向點矩陣或OLED以實現全圖形）同提高效率（相同亮度下更低驅動電流）。然而，對於惡劣環境（寬溫度範圍）中專用、高可靠性、高亮度嘅字母數字指示器，像LTP-4323JD咁樣嘅段式LED顯示屏仍然係一個穩健且具成本效益嘅解決方案。未來發展可能涉及將驅動電子元件直接集成到封裝中，或進一步改進封裝以實現更好嘅熱管理。