LTC-4627JD-01 LED顯示屏規格書 - 0.4吋數碼高度 - 超紅光 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTC-4627JD-01係一款專為數字顯示應用而設計嘅四位七劃LED顯示屏。每個數碼字嘅高度為0.4吋（10.0毫米），提供清晰易讀嘅字元，適合各種電子設備介面。呢款裝置採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術，產生超紅光發射。佢採用灰色面殼配白色劃段，增強對比度同可讀性。顯示屏構造為多工共陽極類型，呢種係多數碼顯示屏嘅標準配置，可以減少所需驅動腳位嘅數量。

1.1 主要特點

• 數碼高度：0.4吋（10.0毫米）。
• 劃段設計：連續均勻嘅劃段，確保字元外觀一致。
• 電源效率：低功耗需求。
• 光學性能：優異嘅字元外觀、高亮度同高對比度。
• 視角：寬廣視角。
• 可靠性：固態可靠性。
• 品質控制：按發光強度分級（分Bin）。
• 環保合規：無鉛封裝，符合RoHS指令。

1.2 裝置識別

型號LTC-4627JD-01特指一款採用AlInGaP超紅光LED嘅多工共陽極顯示屏，並包含右側小數點。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致裝置永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 每劃段功耗：70 mW
• 每劃段峰值正向電流：90 mA（喺1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度下）
• 每劃段連續正向電流：25 mA（喺25°C），超過25°C時按每°C 0.28 mA線性遞減。
• 操作溫度範圍：-35°C 至 +105°C
• 儲存溫度範圍：-35°C 至 +105°C
• 焊接條件：波峰焊喺260°C下進行3秒，焊點必須喺顯示屏本體安裝平面下方至少1/16吋（約1.6毫米）。

2.2 電氣及光學特性

典型性能參數喺環境溫度（Ta）為25°C時測量。

• 平均發光強度（I_V）：200 - 650 μcd（喺I_F= 1 mA時）。呢個係亮度嘅主要量度。
• 峰值發射波長（λ_p）：650 nm（喺I_F= 20 mA時）。呢個係發射光強度最高嘅波長。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm（喺I_F= 20 mA時）。呢個表示顏色純度；數值越細，光線越接近單色光。
• 主波長（λ_d）：639 nm（喺I_F= 20 mA時）。呢個係人眼感知到嘅波長。
• 每晶片正向電壓（V_F）：2.1 V（最小），2.6 V（典型）（喺I_F= 20 mA時）。容差為±0.1V。
• 每劃段反向電流（I_R）：最大100 μA（喺V_R= 5V時）。注意：呢個係測試條件；唔允許連續反向偏壓操作。
• 發光強度匹配比：最大2:1（對於同一發光區域內嘅劃段，喺I_F= 1 mA時）。呢個確保各劃段亮度均勻。
• 串擾：≤ 2.5%。呢個指定咗當一個劃段著而另一個劃段熄時，相鄰劃段之間嘅最大允許漏光。

2.3 發光強度分級系統

LED根據佢哋喺正向電流10 mA下測量嘅發光強度進行分類（分Bin）。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇亮度一致嘅顯示屏。分級表如下：

• Bin E：200 - 320 μcd
• Bin F：321 - 500 μcd
• Bin G：501 - 800 μcd
• Bin H：801 - 1300 μcd
• Bin J：1301 - 2100 μcd

喺選定嘅Bin內，發光強度容差為±15%。對於喺一個組件中使用多個顯示屏嘅應用，強烈建議使用同一Bin嘅顯示屏，以避免亮度出現明顯差異（色調不均）。

3. 機械及封裝資料

3.1 封裝尺寸

顯示屏符合標準雙列直插式封裝（DIP）尺寸。所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.25毫米，除非另有說明。主要機械注意事項包括：

• 腳尖偏移公差：±0.4毫米。
• 劃段上嘅異物：≤ 10 mil（約0.254毫米）。
• 反射器彎曲：≤ 其長度嘅1%。
• 劃段內嘅氣泡：≤ 10 mil。
• 表面油墨污染：≤ 20 mil（約0.508毫米）。
• 建議用於腳位嘅PCB孔徑：1.0毫米。

3.2 腳位配置及電路圖

顯示屏採用16腳配置，但並非所有腳位都實際存在或電氣連接。佢係一款多工共陽極類型。內部電路圖顯示四個共陽極腳位（每個數碼字一個）以及每個劃段（A-G同DP）嘅共用陰極腳位。腳位連接表如下：

• 腳位1：數碼字1嘅共陽極
• 腳位2：數碼字2嘅共陽極
• 腳位3：劃段D嘅陰極
• 腳位4：劃段L1、L2、L3嘅共陽極（可能用於自訂圖示）
• 腳位5：劃段E嘅陰極
• 腳位6：數碼字3嘅共陽極
• 腳位7：小數點（DP）嘅陰極
• 腳位8：數碼字4嘅共陽極
• 腳位9：無連接
• 腳位10：無腳位
• 腳位11：劃段F嘅陰極
• 腳位12：無腳位
• 腳位13：劃段C同L3嘅陰極
• 腳位14：劃段A同L1嘅陰極
• 腳位15：劃段G嘅陰極
• 腳位16：劃段B同L2嘅陰極

4. 性能曲線及分析

規格書包含典型特性曲線，對於詳細電路設計至關重要。呢啲曲線以圖形方式表示唔同條件下關鍵參數之間嘅關係。設計師應參考呢啲曲線用於：

• 正向電流 vs. 正向電壓（I_F-V_F曲線）：顯示非線性關係，對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流（I_V-I_F曲線）：指示亮度如何隨驅動電流變化，有助於優化所需亮度同功耗。
• 發光強度 vs. 環境溫度（I_V-T_a曲線）：展示隨溫度升高光輸出遞減嘅情況，對於高溫環境下嘅應用至關重要。
• 相對光譜分佈：說明喺波長光譜上發出嘅光強度，以650 nm嘅峰值波長為中心。

5. 應用指南及注意事項

5.1 設計及應用考慮事項

• 預期用途：適用於普通電子設備（辦公室、通訊、家用）。未經事先諮詢同評估，唔建議用於安全關鍵系統（航空、醫療等）。
• 驅動電路設計：
  • 恆流驅動：強烈推薦使用，以確保穩定嘅發光強度同使用壽命。
  • 電壓範圍：電路必須適應完整嘅正向電壓（V_F）範圍（考慮容差為2.0V至2.7V）以提供預期電流。
  • 保護：加入保護措施，防止電源循環期間嘅反向電壓同瞬態尖峰。
  • 電流遞減：考慮最高環境溫度後選擇操作電流，因為最大連續電流喺超過25°C時會遞減。
• 熱力及環境：
  • 避免喺高於建議電流/溫度下操作，以防止光衰加速。
  • 避免喺潮濕環境中快速溫度變化，以防止顯示屏上凝結水氣。
• 機械處理：組裝期間唔好對顯示屏本體施加異常力。如果貼咗裝飾膜，避免佢直接接觸前面板/蓋，因為外力可能會令佢移位。
• 多顯示屏組件：使用同一發光強度Bin嘅顯示屏，以確保外觀均勻。
• 可靠性測試：如果最終產品需要進行跌落或振動測試，應喺設計定案前分享條件進行評估。

5.2 儲存條件

為保持性能並防止腳位氧化等問題，顯示屏應喺以下條件下存放喺原包裝中：

• 溫度：5°C 至 30°C
• 相對濕度：低於60% RH

6. 焊接及組裝指南

建議嘅焊接方法係波峰焊。關鍵參數係確保PCB上嘅焊點喺顯示屏安裝平面下方至少1.6毫米（1/16吋），以防止過多熱量到達塑膠本體同LED晶片。焊接溫度應為260°C，持續時間為3秒。呢個過程中顯示屏單元本身嘅溫度唔可以超過其最高額定溫度。

7. 技術比較及定位

LTC-4627JD-01定位為一款可靠、中等亮度嘅數字顯示解決方案。其主要區別包括：

• AlInGaP技術：相比舊式用於紅光LED嘅GaAsP或GaP技術，提供更高效率同更好嘅溫度穩定性，從而實現具有良好亮度嘅"超紅光"分類。
• 0.4吋數碼高度：一個常見尺寸，喺可讀性同電路板空間消耗之間取得平衡，適合儀錶板、消費電器同工業控制。
• 分級確保一致性：提供發光強度分級係質量控制嘅標誌，能夠喺批量生產中實現可預測嘅性能。
• 符合RoHS：符合現代無鉛製造嘅環保法規。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值波長（650nm）同主波長（639nm）有咩分別？

答：峰值波長係光譜發射最高嘅物理點。主波長係人眼感知到嘅、與光源顏色相匹配嘅單一波長。對於呢款深紅光LED，人眼感知到嘅波長比物理峰值略短。

問：點解推薦恆流驅動而唔係恆壓驅動？

答：LED亮度主要係電流嘅函數。正向電壓（V_F）有製造容差並且隨溫度變化。恆流源確保相同電流（從而亮度一致）流經每個劃段，而唔受呢啲V_F variations.

問：我可唔可以直接用微控制器驅動呢款顯示屏？

答：唔可以。每劃段連續電流係25mA，超過微控制器GPIO腳位嘅典型額定電流（通常絕對最大值為20-25mA）。你必須使用外部驅動器，例如電晶體陣列或專用LED驅動IC，呢啲驅動器亦都有助於四位顯示屏所需嘅多工操作。

問："多工共陽極"對我嘅電路設計意味住咩？

答：意思係每個數碼字嘅LED陽極喺內部連接埋一齊（數碼字1陽極、數碼字2陽極等）。要顯示一個數字，你需要順序一次開啟一個數碼字嘅共陽極，同時為所需劃段施加正確嘅陰極模式。呢個過程快速循環（通常>100Hz），以營造所有數碼字同時著緊嘅錯覺，從而大幅減少所需嘅I/O腳位。

9. 設計及使用案例研究

場景：設計數字萬用錶顯示屏

一位設計師正在設計一個四位數字萬用錶。佢哋選擇LTC-4627JD-01，因為佢嘅可讀性同紅色，呢種顏色喺呢類儀器中好常見。

1. 亮度選擇：萬用錶可能喺室內同室外使用。設計師選擇Bin G（501-800 μcd）嘅顯示屏，以確保喺各種照明條件下有足夠亮度。
2. 驅動電路：選擇一款專用多工LED驅動IC。設計師將恆流設置為每劃段15 mA——遠低於25 mA最大值——以確保長期可靠性並考慮錶殼內潛在嘅更高環境溫度。
3. PCB佈局：使用建議嘅1.0毫米孔徑用於腳位。喺PCB佈局時要小心，確保散熱焊盤（如有）同走線能夠處理多個劃段著緊時嘅累積電流。
4. 軟件：微控制器韌體實現多工程序，以高頻率循環掃描四個數碼字陽極腳位。佢亦都包含控制右側小數點（腳位7陰極）嘅邏輯。
5. 測試：喺最終組裝前，喺操作溫度範圍內測試樣品，以驗證亮度一致性，確保即使喺溫度範圍嘅高端，所選驅動電流亦都合適。

10. 操作原理及技術趨勢

10.1 操作原理

顯示屏基於AlInGaP LED晶片。當施加超過晶片帶隙電壓（約2V）嘅正向電壓時，電子同電洞喺有源區複合，以光子形式釋放能量——呢個過程稱為電致發光。AlInGaP層嘅特定成分決定帶隙能量，從而決定發射光嘅波長（顏色），喺呢個情況下係超紅光譜。七個劃段係獨立嘅LED或排列成"8"字形嘅LED晶片組。多工係一種電子技術，利用人眼視覺暫留，通過快速順序點亮LED，用更少嘅線路控制更多LED。

10.2 技術趨勢

雖然七劃顯示屏仍然係基礎，但更廣泛嘅LED顯示技術領域正在發展。趨勢包括：

• 更高效率：持續嘅材料科學改進旨在提高每瓦流明（光效），喺相同亮度下降低功耗。
• 微型化：正在開發具有更細數碼高度同間距嘅顯示屏，用於緊湊設備。
• 集成化：驅動電子元件越來越多地集成到顯示模組中，簡化系統設計。
• 先進材料：對鈣鈦礦同量子點等材料嘅研究，預示未來顯示屏具有更寬色域同可調特性。然而，對於標準數字指示器，成熟嘅技術如AlInGaP提供性能、可靠性同成本嘅最佳平衡。