目錄
1. 產品概覽
LTD-6740KD-06J係一款雙位、七劃發光二極管(LED)顯示模組。佢嘅主要功能係喺各種電子設備中提供清晰、易讀嘅數字顯示。核心技術採用AlInGaP(鋁銦鎵磷)半導體材料嚟產生超紅光。呢種喺非透明GaAs基板上生長嘅材料系統,以喺紅色光譜區域具有高效率和亮度而聞名。呢款器件配備灰色面板同白色劃線標記,提供高對比度外觀,非常適合用喺用戶介面。
1.1 主要特點同優勢
呢款顯示屏設計咗多個以用戶為中心同埋以性能為導向嘅特點:
- 數碼高度:0.56吋(14.22毫米),提供極佳嘅可見度。
- 劃線均勻度:每個劃線都係連續同均勻發光,確保字符外觀一致。
- 電源效率:低功耗要求,適合用喺電池供電或注重能源嘅應用。
- 光學性能:高亮度同高對比度,增強咗喺唔同環境光線條件下嘅可讀性。
- 視角:寬廣視角,允許從偏軸位置閱讀顯示內容。
- 可靠性:固態結構提供長久嘅操作壽命,同埋抗衝擊同震動。
- 分級:器件會根據發光強度進行分類(分級),確保喺多位數應用中亮度匹配一致。
- 環保合規:封裝係無鉛嘅,符合RoHS(有害物質限制)指令。
1.2 目標應用同市場
呢款顯示屏適用於普通電子設備。典型應用領域包括辦公室自動化設備(例如計算機、枱鐘)、通訊設備、儀錶板、家用電器,同埋需要清晰數字指示嘅消費電子產品。佢係為咗喺標準操作條件下需要高可靠性嘅應用而設計嘅。
2. 技術規格同客觀解讀
呢個部分提供咗器件電氣同光學參數嘅詳細、客觀分析。
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器件造成永久損壞。唔建議喺呢啲極限或超過呢啲極限嘅情況下操作。
- 每劃功耗:最大70 mW。呢個極限對於熱管理至關重要。
- 每劃峰值正向電流:90 mA,但僅限於脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。呢個額定值係用於短暫嘅高電流脈衝,唔係連續操作。
- 每劃連續正向電流:從25°C時嘅25 mA開始,以0.28 mA/°C嘅速率線性遞減。即係話,允許嘅連續電流會隨著環境溫度(Ta)升高而降低,以防止過熱。
- 每劃反向電壓:最大5 V。超過呢個值可能會導致結擊穿。
- 操作同儲存溫度範圍:-35°C 至 +105°C。器件額定用於工業溫度範圍。
- 焊接溫度:260°C,持續5秒,測量位置喺安裝平面下方1/16吋(約1.6毫米)。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺Ta=25°C下測量嘅典型操作參數,定義咗器件喺正常條件下嘅性能。
- 平均發光強度(Iv):喺正向電流(IF)為1 mA時,320 ucd(最小值),700 ucd(典型值)。呢個係亮度嘅關鍵指標。
- 峰值發射波長(λp):喺IF=20mA時,650 nm(典型值),屬於光譜嘅超紅光區域。
- 主波長(λd):639 nm(典型值)。呢個係人眼感知到嘅波長。
- 每粒晶片正向電壓(VF):喺IF=20mA時,2.1V(最小值),2.6V(典型值)。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
- 每劃反向電流(IR):喺VR=5V時,100 µA(最大值)。呢個係漏電流規格。
- 發光強度匹配比:同一發光區域內嘅劃線之間,最大為2:1。呢個確保咗劃線之間嘅視覺一致性。
- 串擾:≤ 2.50%。呢個指定咗相鄰劃線之間意外光泄漏嘅量。
3. 分級系統解釋
規格書指出器件會根據發光強度進行分類。呢個係指一個分級過程,製造出嚟嘅LED會根據喺標準測試電流(1mA)下測量到嘅光輸出(Iv)進行分類。落入特定強度範圍嘅器件會被分組到唔同嘅級別。咁樣設計師就可以從同一級別中選擇零件,確保組裝中所有數碼同劃線嘅亮度均勻,避免顯示外觀斑駁或唔均勻。特定嘅級別代碼會標示喺模組上,係Z。
4. 性能曲線分析
雖然提供嘅PDF摘錄提到典型電氣/光學特性曲線,但具體圖表並未包含喺文本中。通常,LED顯示屏嘅呢類曲線會包括:
- 相對發光強度 vs. 正向電流(I-V曲線):顯示光輸出如何隨電流增加而增加,通常係非線性關係。有助於確定達到所需亮度嘅操作點。
- 正向電壓 vs. 正向電流:說明二極管嘅I-V特性,對於驅動器設計至關重要。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:展示光輸出如何隨著結溫升高而降低,凸顯熱管理嘅重要性。
- 光譜分佈:相對強度對波長嘅圖表,顯示AlInGaP LED以650 nm為中心嘅窄帶寬特性。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
顯示屏採用標準雙位七劃通孔封裝。關鍵尺寸註釋包括:
- 除非另有說明,所有尺寸均以毫米為單位,一般公差為±0.25毫米。
- 指定咗引腳長度(需參閱文件中註明嘅修訂)。推薦嘅PCB孔徑為1.30毫米。
- 提供咗引腳尖端偏移、異物、劃線內氣泡、反射器彎曲同表面油墨污染嘅公差,以定義視覺同機械質量。
5.2 引腳連接同電路圖
器件採用18引腳配置。佢係一款共陰極類型,即係話每個數碼所有LED嘅陰極(負極)喺內部連接埋一齊。內部電路圖顯示兩組獨立嘅七劃加一個小數點,每組對應一個數碼。引腳定義表清楚定義咗每個引腳嘅功能(例如,引腳1:數碼1嘅陽極E,引腳14:數碼1嘅共陰極)。正確解讀呢個表格對於正確嘅PCB佈局同多路復用驅動電路設計至關重要。
5.3 極性同標記
模組上標示咗零件編號(LTD-6740KD-06J)、YYWW格式嘅日期代碼、製造國家同埋級別代碼(Z)。組裝時正確嘅方向好重要,可以從封裝圖上嘅引腳1標識嚟確定。
6. 焊接同組裝指引
6.1 焊接曲線
規格書提供咗特定嘅焊接條件以防止熱損壞:
- 自動焊接:260°C,持續5秒,測量位置喺安裝平面下方1.6毫米(1/16吋)。
- 手動焊接:350°C ±30°C,最多5秒。
遵守呢啲時間同溫度限制至關重要。過熱或長時間暴露會損壞塑料封裝、內部引線鍵合或LED半導體材料本身。
6.2 儲存同處理
雖然除咗儲存溫度範圍(-35°C至+105°C)之外冇詳細說明,但處理呢啲器件時應遵守標準嘅ESD(靜電放電)預防措施。應該將佢哋儲存喺乾燥、防靜電嘅環境中。
7. 包裝同訂購信息
包裝規格係分層嘅:
- 每管數量:20個顯示屏裝喺一管。
- 每內盒管數:30管,即係每個內盒有600個單位。
- 每外盒管數:120管,即係每個外盒有2400個單位。
訂購嘅主要零件編號係LTD-6740KD-06J。後綴-06J可能表示特定選項,例如小數點位置(右側)、顏色(灰色面板/白色劃線),同埋可能嘅強度級別。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
作為共陰極顯示屏,通常使用多路復用技術嚟驅動。微控制器或專用驅動IC會順序激活每個數碼嘅共陰極(灌入電流),同時為該數碼提供相應嘅劃線陽極數據(輸出電流)。相比靜態驅動,呢種方法減少咗所需I/O引腳嘅數量。每個劃線陽極必須使用外部限流電阻(或穩流源)嚟將正向電流(IF)設定到所需值,通常根據所需亮度同電源預算,喺5-20 mA之間。
8.2 設計考慮因素
- 電流限制:務必使用串聯電阻。計算電阻值公式:R = (Vcc - VF) / IF,其中VF取自規格書(例如,典型值2.6V)。
- 多路復用頻率:使用足夠高嘅刷新率以避免可見閃爍,通常每個數碼高於60 Hz。
- 多路復用中嘅峰值電流:當以某個佔空比(DC)進行多路復用時,劃線嘅瞬時電流可以高於平均值。確保峰值電流唔超過峰值正向電流嘅絕對最大額定值(指定條件下為90 mA)。
- 熱管理:確保PCB同整體設計允許散熱,特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下操作時。
9. 技術比較同區分
LTD-6740KD-06J嘅主要區別在於佢使用AlInGaP超紅光技術同埋其特定嘅機械/光學規格。相比舊式嘅GaAsP或GaP紅光LED,AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率同亮度。相比其他顏色或技術,650 nm超紅光波長提供一種獨特、飽和嘅紅色。0.56吋數碼高度、灰色面板/白色劃線組合同埋共陰極配置,令佢適合特定嘅可讀性同介面設計要求。
10. 常見問題(基於技術參數)
Q1:峰值波長(650 nm)同主波長(639 nm)有咩唔同?
A1:峰值波長係光譜中最大功率輸出嘅點。主波長係指能夠產生與LED輸出相同顏色感知嘅單一波長。對於呢種單色紅光LED,由於人眼敏感度曲線嘅形狀,佢哋好接近但唔完全相同。
Q2:我可以用5V電源驅動呢款顯示屏嗎?
A2:可以,但必須使用限流電阻。例如,要喺VF為2.6V、使用5V電源時達到典型IF 20 mA:R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120歐姆。一個標準120Ω電阻就啱用。
Q3:發光強度匹配比 ≤ 2:1係咩意思?
A3:意思係器件中最光嘅劃線,亮度唔會超過同一發光區域內最暗劃線嘅兩倍。咁樣確保視覺均勻性。
Q4:點解連續正向電流會有遞減曲線?
A4:隨著溫度升高,LED嘅散熱能力下降。為咗防止結溫超過安全極限,必須降低允許嘅最大連續電流。0.28 mA/°C嘅遞減因子就係提供呢個降低嘅指引。
11. 實際設計同使用案例
案例:設計一個簡單數字電壓錶讀數
一位設計師正喺度用一個帶ADC嘅微控制器建造一個2位數直流電壓錶。選擇LTD-6740KD-06J係因為佢嘅可讀性。微控制器會運行一個多路復用程序。佢嘅兩個I/O引腳配置為開漏輸出,用於為共陰極(數碼1同2)灌入電流。另外八個I/O引腳(7劃 + 1小數點)配置為通過150Ω電阻向劃線陽極輸出電流。軟件以100 Hz速率掃描每個數碼,將測量到嘅電壓轉換為BCD格式,並從查找表中找出相應嘅7劃圖案輸出到陽極。灰色面板喺光線充足嘅實驗室環境中提供良好對比度。
12. 工作原理
LED係一種半導體二極管。當施加超過其帶隙能量嘅正向電壓喺p-n結兩端時,電子同電洞喺有源區(呢個案例中係AlInGaP層)復合。呢種復合以光子(光)嘅形式釋放能量。光嘅特定波長(顏色)由半導體材料嘅帶隙能量決定。AlInGaP嘅帶隙對應於紅/橙光。喺七劃顯示屏中,多個獨立嘅LED晶片按照劃線圖案安裝,並根據引腳定義圖進行電氣互連。
13. 技術趨勢
雖然傳統嘅通孔七劃顯示屏(例如呢一款)喺許多應用中仍然相關,但顯示技術嘅更廣泛趨勢係朝向表面貼裝器件(SMD)封裝,以實現自動化組裝、更高密度同更低剖面。另外仲有集成化嘅趨勢,即將驅動電路同顯示模組結合埋一齊。此外,對於數字讀數,點陣或完全集成嘅字母數字顯示屏提供更大靈活性。然而,分立式七劃LED嘅簡單性、堅固性、高亮度同極佳可讀性,確保咗佢哋會繼續用喺儀器儀錶、工業控制同埋鍾意經典、高度易讀數字顯示嘅應用中。
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。 |