LTS-2801AJE LED顯示屏規格書 - 0.28吋數碼高度 - 紅色 - 2.6V正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTS-2801AJE係一款高性能、單數碼、七劃字母數字顯示模組，專為需要清晰、明亮數字讀數嘅應用而設計。佢嘅核心功能係透過選擇性點亮七個獨立LED劃（標記為A至G）同一個可選嘅小數點（D.P.），以視覺方式顯示數字0-9同部分字母。呢款器件採用先進嘅AS-AlInGaP（鋁銦鎵磷）紅色LED晶片，喺砷化鎵（GaAs）基板上外延生長。選擇呢種材料技術係因為佢喺紅色光譜中具有高效率同出色嘅發光輸出。顯示屏採用獨特嘅灰色面板配白色劃線標記，喺點亮同未點亮狀態之間提供高對比度，確保喺各種照明條件下都有最佳可讀性。

呢個元件嘅主要應用領域包括工業儀錶、消費電子產品、測試同測量設備、汽車儀錶板（用於輔助顯示）以及需要緊湊、可靠同低功耗數字指示器嘅家用電器。相比傳統技術如真空熒光顯示屏（VFD）或白熾燈泡，佢嘅固態結構確保咗高可靠性同長使用壽命。

1.1 核心優勢同特點

LTS-2801AJE融合咗多項設計特點，有助於提升其性能同喺電子設計中嘅易用性。

• 0.28吋數碼高度（7.0毫米）：提供適合面板安裝嘅字符尺寸，適用於空間有限但需要喺中等距離下保持可讀性嘅場合。
• 連續均勻劃段：劃段設計具有一致嘅寬度同亮度，確保顯示字符時呈現專業同連貫嘅外觀。
• 低功耗要求：為效率而設計，佢喺標準LED驅動電流下運作，適合電池供電或注重能源嘅設備。
• 出色字符外觀同高對比度：灰底白字設計，配合鮮明嘅紅色發光，創造出清晰、輪廓分明嘅字符，易於閱讀。
• 高亮度：AlInGaP技術提供高發光強度，確保喺光線明亮嘅環境中仍然清晰可見。
• 寬視角：LED晶片同封裝設計提供廣闊嘅視角錐，允許從多個角度觀看顯示屏，而亮度或對比度無明顯損失。
• 固態可靠性：作為一款基於LED嘅器件，佢具有高抗衝擊同抗震動能力、即時點亮功能，以及長使用壽命，隨時間推移性能衰減極小。
• 按發光強度分類：器件經過分選或測試，以確保亮度水平一致，呢點對於多數碼顯示屏（均勻性至關重要）尤其關鍵。
• 無鉛封裝：該器件符合RoHS（有害物質限制）指令，喺其結構中使用環保材料。

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節對規格書中指定嘅關鍵電氣同光學參數進行詳細、客觀嘅分析，解釋佢哋對設計工程師嘅意義。

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性損壞。喺可靠設計中，唔保證喺呢啲極限下或接近極限下運作，應予避免。

• 每劃功耗（70 mW）：單個LED劃喺連續運作下可以作為熱量耗散嘅最大允許功率。超過此值可能導致過熱同加速LED晶片嘅性能衰減。
• 每劃峰值正向電流（90 mA @ 1 kHz，10% 佔空比）：一個劃喺脈衝模式下可以處理嘅最大瞬時電流。10%佔空比同1 kHz頻率至關重要；平均電流仍必須控制喺連續電流額定值範圍內。此額定值與高峰值電流下嘅多工方案或PWM調光相關。
• 每劃連續正向電流（25 mA）：建議用於單個劃連續點亮嘅最大直流電流。規格書指定喺環境溫度（Ta）高於25°C時，降額因子為0.33 mA/°C。呢個意味住如果運作環境更熱，最大安全連續電流會線性下降。例如，喺85°C時，最大電流約為：25 mA - [ (85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C ] = 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA。呢個降額對於確保高溫應用中嘅可靠性至關重要。
• 每劃反向電壓（5 V）：可以施加喺LED劃上反向偏壓方向嘅最大電壓。超過此值可能導致LED結突然擊穿同失效。電路設計必須確保唔超過呢個極限，通常喺矩陣配置中使用保護二極管。
• 運作同儲存溫度範圍（-35°C 至 +85°C）：定義咗可靠運作同非運作儲存嘅環境溫度極限。喺此範圍內嘅性能有明確規定；喺範圍外運作可能導致參數漂移或故障。
• 焊接條件（260°C 持續3秒，喺安裝平面下方1/16吋處）：提供波峰焊或回流焊指引，以防止塑料封裝同內部引線鍵合受熱損壞。喺PCB組裝期間遵守呢啲條件至關重要。

2.2 電氣同光學特性（Ta = 25°C）

呢啲係喺指定測試條件下測量嘅典型運作參數。佢哋構成電路設計嘅基礎。

• 平均發光強度（I_V）：最小值：200 µcd，典型值：600 µcd @ I_F=1mA。呢個係喺極低驅動電流下嘅光輸出（以微坎德拉計）。佢表示LED嘅基本效率。寬範圍（200-600）表明存在分選過程，器件會按亮度分類。
• 每劃正向電壓（V_F）：典型值：2.05V，最大值：2.6V @ I_F=20mA。呢個係LED喺導通指定電流時嘅壓降。對於設計限流電阻值至關重要。使用典型值進行計算可提供一個標稱設計，但使用最大值可確保即使對於高V_F器件，電阻尺寸亦正確，防止電流過大。
• 峰值發射波長（λ_p）：632 nm @ I_F=20mA。呢個係LED發射最多光功率嘅波長。佢定義咗感知顏色（紅色）。
• 主波長（λ_d）：624 nm @ I_F=20mA。呢個係人眼感知到與LED光顏色相匹配嘅單一波長。通常比峰值波長更接近視覺感知，尤其對於寬光譜光源。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm @ I_F=20mA。呢個參數表示發射光嘅光譜純度或帶寬。20 nm係標準紅色AlInGaP LED嘅典型值，意味住光輸出分佈喺大約20 nm寬嘅波長範圍內，以峰值波長為中心。
• 每劃反向電流（I_R）：最大值：100 µA @ V_R=5V。呢個係當LED喺其最大額定電壓下反向偏壓時流過嘅小漏電流。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1 @ I_F=1mA。呢個指定咗單個器件內最亮同最暗劃之間嘅最大允許比率。2:1嘅比率意味住最暗劃嘅亮度至少係最亮劃嘅一半，確保顯示字符嘅視覺均勻性。

3. 分選系統解釋

規格書明確提到器件按發光強度分類。呢個係指LED製造中常見嘅做法，稱為分選。由於半導體外延生長同製造過程中固有嘅差異，同一生產批次嘅LED可能具有略微不同嘅特性，主要係正向電壓（V_F）同發光強度（I_V）。

為確保最終用戶嘅一致性，特別係喺並排使用多個器件嘅多數碼顯示屏中，製造商會喺生產後測試同分類（分選）LED。正如所示，LTS-2801AJE主要按發光強度分選。呢個意味住喺特定訂單或卷帶中，顯示屏將有保證嘅最低亮度同最大變化（由每個器件嘅2:1匹配比同跨器件分選所暗示）。雖然呢份簡短規格書中無詳細說明，但完整嘅採購規格會定義特定嘅強度分選代碼（例如，BIN 1：200-300 µcd，BIN 2：300-400 µcd，等等）。需要跨多個顯示屏嚴格匹配亮度嘅設計師應喺訂購時指定分選代碼。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗最後一頁嘅典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中無提供具體圖表，但我哋可以根據典型LED規格書推斷佢哋嘅標準內容同用途。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

呢個圖表會繪製通過LED劃嘅電流與其兩端電壓嘅關係。佢顯示咗二極管嘅指數關係特性。呢條曲線嘅拐點，對於紅色AlInGaP LED通常喺1.8V-2.0V左右，係導通開始顯著嘅地方。呢條曲線讓設計師能夠了解非測試電流20mA時嘅V_F，呢點對於低功耗或PWM驅動設計至關重要。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

呢係最重要嘅曲線之一。佢顯示光輸出（以µcd或mcd計）如何隨驅動電流增加。對於大多數LED，呢個關係喺相當大嘅範圍內大致呈線性，但喺極高電流下會因熱效應同效率下降而飽和。呢個圖表有助於設計師選擇運作電流，以達到所需亮度水平，同時平衡效率同器件壽命。

4.3 發光強度 vs. 環境溫度

呢條曲線說明光輸出如何隨環境溫度（T_a）升高而降低。LED效率隨結溫升高而下降。呢個圖表對於喺非室溫環境下運作嘅應用至關重要，因為佢量化咗必須通過設計餘量或熱管理來補償嘅亮度損失。

4.4 相對光譜功率分佈

呢個圖表繪製咗跨波長光譜嘅發射光強度。佢會顯示一個圍繞632 nm（根據λ_p）嘅單峰，寬度由Δλ（20 nm）定義。呢個信息對於光學系統設計、顏色感測應用或當特定光譜內容係要求時至關重要。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸同圖紙

規格書包含詳細嘅尺寸圖（標記為封裝尺寸）。呢類圖紙嘅關鍵規格通常包括：

• 顯示模組嘅總高度、寬度同深度。
• 數碼高度同劃段尺寸。
• 引腳（腳位）嘅精確間距、直徑同長度。
• 小數點相對於數碼嘅位置。
• 任何安裝孔或定位柱嘅位置。
• 所有尺寸均以毫米提供，標準公差為±0.25毫米，除非另有說明。呢個圖紙對於創建PCB封裝、設計前面板開口同確保正確嘅機械配合至關重要。

5.2 腳位連接同內部電路圖

該器件具有10腳單排配置。腳位定義清晰：

1. 陰極 E
2. 陰極 D
3. 公共陽極
4. 陰極 C
5. 陰極 D.P. （小數點）
6. 陰極 B
7. 陰極 A
8. 公共陽極
9. 陰極 G
10. 陰極 F

內部電路圖顯示佢係一個公共陽極配置。呢個意味住所有LED劃（同小數點）嘅陽極內部連接至兩個公共腳位（腳位3同腳位8，佢哋可能內部連接）。要點亮一個劃，必須將其對應嘅陰極腳位驅動至低邏輯電平（接地或電流吸收），同時向公共陽極腳位施加正電壓。呢種配置好常見，通常容易與配置為開漏嘅微控制器GPIO腳位或外部電流吸收驅動器IC連接。

6. 焊接同組裝指引

規格書提供咗特定焊接條件：260°C 持續3秒，焊接波峰或回流熱量施加喺封裝安裝平面下方1/16吋（約1.6毫米）處。呢個係一個關鍵嘅工藝參數。

• 目的：確保足夠熱量到達腳位上嘅焊點以形成可靠連接，同時唔使顯示屏嘅主要塑料主體暴露喺過高溫度下，否則可能導致翹曲、變色或損壞連接LED晶片同腳位嘅內部引線鍵合。
• 設計含義：設計PCB時，焊盤佈局應允許焊料正確流動同潤濕，同時考慮腳位嘅熱容量。建議嘅安裝平面下方距離有助於工藝工程師正確設置其波峰焊機或回流焊爐溫度曲線。
• 儲存條件：雖然除咗儲存溫度範圍（-35°C 至 +85°C）之外無明確說明，但標準做法係將濕度敏感元件儲存喺乾燥包裝中。如果器件暴露喺環境濕度下，焊接前可能需要進行烘烤過程，以防止爆米花現象（回流期間因水汽快速膨脹導致嘅內部分層）。

7. 應用建議同設計考慮

7.1 典型應用電路

對於像LTS-2801AJE呢類公共陽極顯示屏，基本驅動電路涉及：

1. 限流電阻：必須喺每個陰極腳位（或如果多工，則每個劃段組）串聯一個電阻。電阻值（R_limit）使用歐姆定律計算：R_limit= (V_supply- V_F) / I_F。使用最大V_F（2.6V）可確保安全運作。對於5V電源同期望嘅I_F為20mA：R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω。標準120Ω或150Ω電阻都適合。
2. 驅動電路：如果微控制器腳位能夠吸收所需電流（例如，每劃20mA），陰極可以直接由微控制器腳位驅動。對於多數碼多工或更高電流，建議使用專用驅動器IC（如經典嘅7447 BCD至七劃解碼器/驅動器或現代恆流LED驅動器IC）。呢啲IC簡化軟件控制並提供更好嘅電流調節。
3. 多工：為咗用更少腳位控制多個數碼，會使用多工技術。唔同數碼嘅公共陽極以高頻率一次一個地切換開啟，同時應用該數碼嘅相應陰極圖案。由於視覺暫留，人眼會感知所有數碼都持續點亮。呢個要求每劃嘅峰值電流更高以維持平均亮度（保持喺90mA峰值額定值內），並且需要軟件/固件中嘅精確時序控制。

7.2 設計考慮

• 視角：將顯示屏定位，使主要觀看方向位於其寬視角錐內，通常垂直於面板。
• 亮度控制：可以通過改變驅動電流（經由電阻值）或喺陰極或陽極上使用脈衝寬度調製（PWM）來調節亮度。PWM更高效並提供線性調光控制。
• ESD保護：LED容易受到靜電放電（ESD）影響。組裝期間應採取適當嘅ESD預防措施。喺惡劣環境中，考慮喺輸入線路上添加瞬態電壓抑制。
• 熱管理：雖然器件本身散熱少，但喺高環境溫度下運作需要按規定進行電流降額。如果多個顯示屏或其他發熱元件靠得好近，請確保足夠通風。

8. 技術比較同區分

雖然呢份規格書係針對特定型號，但LTS-2801AJE可以客觀地同其他顯示技術比較：

• 對比更大/更細嘅七劃LED：0.28吋數碼係一個中型選擇。更細嘅數碼（0.2吋）節省空間，但從遠處更難閱讀。更大嘅數碼（0.5吋

  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。