LTD-5023AJR 0.56吋 AlInGaP 超紅光 LED 顯示屏規格書 - 字高 14.22mm - 正向電壓 2.6V - 功耗 70mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

LTD-5023AJR 係一款高性能、低功耗嘅七劃 LED 顯示屏模組。佢嘅主要功能係為需要數碼讀數嘅電子設備提供清晰、明亮嘅數字同有限嘅英文字母輸出。核心技術基於 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料，專門設計用嚟產生高效率同高可靠性嘅超紅光。

呢款器件屬於共陰極類型，即係話每個數字嘅所有 LED 陰極都喺內部連接埋一齊。呢種配置簡化咗驅動電路，特別係用喺多工應用。每個數字都有一個右邊嘅小數點，令數值表示更加靈活。顯示屏採用固態結構，同舊式技術（例如真空螢光或白熾顯示屏）相比，喺抗震性、使用壽命同電源效率方面都有優勢。

2. 技術規格詳解

2.1 光度學同光學特性

光學性能係呢款顯示屏功能嘅核心。主要顏色定義為超紅光，係透過 AlInGaP 晶片實現嘅。喺環境溫度 25°C 下測量嘅關鍵光學參數包括：

• 平均發光強度 (I_V):當每個劃以極低嘅正向電流 (I_F) 1mA 驅動時，範圍由最低 320 µcd 到典型最高 700 µcd。低電流下嘅高亮度係一個重要特點。
• 峰值發射波長 (λ_p):典型值為 639 納米 (nm)。呢個定義咗發射光譜中最高強度嘅特定點。
• 主波長 (λ_d):典型值為 631 nm。呢個係人眼感知嘅波長，對於顏色規格至關重要。
• 譜線半寬度 (Δλ):約為 20 nm。呢個參數表示光譜純度或發射光帶嘅窄度。
• 發光強度匹配比 (I_V-m):喺 I_F=1mA 時，最大值為 2:1。呢個確保咗同一個數字內唔同劃之間嘅亮度均勻性，對於一致嘅視覺外觀好重要。

所有發光強度測量都係使用校準到 CIE 明視覺響應曲線嘅感測器同濾光片組合進行，確保數據同人眼視覺相關。

2.2 電氣同絕對最大額定值

遵守呢啲額定值對於可靠操作同防止器件永久損壞至關重要。

• 每劃連續正向電流:絕對最大值為 25 mA。當環境溫度 (T_A) 高於 25°C 時，會應用 0.33 mA/°C 嘅線性降額因子。
• 每劃峰值正向電流:最大值為 90 mA，但僅適用於佔空比 1/10、脈衝寬度 0.1ms 嘅脈衝條件下。呢個允許短暫過驅動，以喺多工系統中實現更高嘅峰值亮度。
• 每劃功耗:最大值為 70 mW。呢個限制，結合正向電流額定值，決定咗工作條件下最大允許嘅正向電壓。
• 每劃反向電壓:最大值為 5 伏特。超過呢個值可能會損壞 LED 接面。
• 每劃正向電壓 (V_F):典型值為 2.6V，喺測試電流 (I_F) 20mA 下最大值為 2.6V。最小值列為 2V。
• 每劃反向電流 (I_R):當施加反向電壓 (V_R) 5V 時，最大值為 100 µA。

2.3 熱力同環境規格

• 工作溫度範圍:-35°C 至 +85°C。呢個寬廣嘅範圍令顯示屏適用於各種環境條件，由工業控制到消費電子產品都得。
• 儲存溫度範圍:-35°C 至 +85°C。
• 焊接溫度:器件可以承受 260°C 嘅焊接溫度 3 秒，測量點喺安裝平面下方 1/16 吋（約 1.6mm）。呢個同標準無鉛回流焊接製程兼容。

3. 分級同分類系統

規格書明確指出器件按發光強度分類。呢個表示生產過程中有分級程序，顯示屏會根據佢哋喺標準測試電流（可能係 1mA 或 20mA）下測量到嘅光輸出進行分類。分級由最小同/或典型強度值（例如 320-700 µcd 範圍）定義。呢個允許設計師為佢哋嘅應用選擇亮度水平一致嘅部件，確保產品中多個單元嘅外觀均勻。雖然呢份特定文件冇詳細說明，但類似器件通常會有正向電壓 (V_F) 同主波長 (λ_d) 嘅分級，以保證電氣同顏色嘅一致性。

4. 性能曲線分析

規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線):顯示指數關係，對於設計限流電路至關重要。膝點電壓大約喺典型 V_F2.6V 附近。
• 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，通常喺工作範圍內接近線性關係。佢突顯咗低電流（1mA）下嘅高效率。
• 發光強度 vs. 環境溫度:顯示光輸出隨接面溫度升高而下降，對於高溫或高功率應用好重要。
• 光譜分佈曲線:相對強度對波長嘅圖表，中心喺 631-639 nm 區域，具有指定嘅 20 nm 半寬度。

5. 機械同封裝資訊

5.1 物理尺寸

顯示屏嘅數字高度為 0.56 吋 (14.22 mm)。參考咗封裝尺寸圖，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為 ±0.25mm，除非另有說明。物理封裝容納咗兩個完整嘅七劃數字同佢哋各自嘅小數點。

5.2 腳位連接同內部電路

器件有 18 個腳位配置。腳位定義清晰：

• 腳位 1-12, 15-18: 數字 1 同數字 2 各個劃（A-G, DP）嘅陽極連接。
• 腳位 13 同 14: 分別係數字 2 同數字 1 嘅共陰極。

內部電路圖顯示咗共陰極排列：給定數字嘅所有 LED 共用一個共陰極腳位，而每個劃（同小數點）都有自己獨立嘅陽極腳位。呢個係共陰極多位數顯示屏嘅標準配置。

6. 焊接同組裝指引

提供嘅主要組裝規格係焊接曲線：喺安裝平面下方 1.6mm 嘅點，260°C 持續 3 秒。呢個符合 IPC/JEDEC 表面貼裝器件回流焊接標準。最佳實踐包括：

• 使用可控嘅回流焊爐，其曲線能夠適當升溫到峰值溫度並冷卻，以最小化熱應力。
• 避免直接用手動焊接 LED 封裝，以防止過熱並損壞半導體晶片或塑膠透鏡。
• 確保顯示屏喺組裝前儲存喺乾燥環境中，以防止吸收濕氣，呢個可能導致回流期間出現爆米花現象。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

呢款顯示屏非常適合需要清晰、低功耗數字讀數嘅應用：

• 測試同測量設備:萬用錶、頻率計數器、電源供應器。
• 工業控制:面板錶、過程指示器、計時器顯示。
• 消費電子產品:音響設備（放大器、接收器）、廚房電器、時鐘。
• 汽車改裝市場:儀錶同診斷工具（環境規格適用嘅地方）。

7.2 設計考慮因素

• 限流:LED 係電流驅動器件。每個陽極腳位必須透過串聯限流電阻驅動。電阻值計算為 R = (V_電源- V_F) / I_F。使用典型 V_F2.6V 同期望 I_F5-10mA 以獲得良好亮度係常見做法。
• 多工:對於多位數顯示屏，多工用於以更少嘅驅動腳位控制更多劃。呢個涉及快速循環每個數字嘅共陰極電源，同時點亮相應嘅劃。LTD-5023AJR 嘅共陰極設計非常適合呢個。峰值電流額定值 (90mA) 允許喺短暫嘅多工脈衝期間有更高嘅瞬時電流，以實現同較低連續電流相若嘅平均亮度。
• 微控制器介面:通常需要 GPIO 腳位或專用 LED 驅動器 IC（例如移位寄存器或恆流驅動器）來控制陽極，以及一個電晶體（NPN 或 N 通道 MOSFET）喺多工期間從每個共陰極腳位吸收電流。
• 視角:規格書提到寬視角，呢個對於顯示屏可能從偏軸位置觀看嘅應用有好處。

8. 技術比較同區分

LTD-5023AJR 透過幾個關鍵特點區分自己：

• AlInGaP 技術:同舊式 GaAsP 或 GaP LED 相比，AlInGaP 提供顯著更高嘅發光效率，特別係喺紅/橙/琥珀色光譜，從而喺更低電流下實現更亮嘅輸出。
• 低電流操作:針對出色低電流特性（低至 1mA/劃）嘅明確測試同選擇，令佢喺電池供電或對能源敏感嘅應用中表現更優，呢啲應用中每一毫安都至關重要。
• 劃匹配:發光強度匹配比（最大 2:1）嘅保證確保咗視覺一致性，呢個唔係低級別顯示屏總能做到嘅。
• 對比度:淺灰色面板同白色劃顏色嘅組合，加上高亮度，造就咗出色嘅字符外觀同高對比度，易於閱讀。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用 5V 微控制器腳位驅動呢款顯示屏嗎？

答：唔可以。你必須喺每個陽極串聯一個限流電阻。對於 5V 電源同目標電流 10mA，電阻大約係 (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 歐姆。

問：峰值波長同主波長有咩分別？

答：峰值波長係 LED 最高能量輸出嘅物理點。主波長係人眼對顏色嘅單一波長感知，兩者可能略有不同。兩者都提供咗完整嘅光學規格。

問：我點樣獨立使用兩個數字？

答：你透過佢哋獨立嘅共陰極腳位控制佢哋（數字 1 用腳位 14，數字 2 用腳位 13）。透過將一個陰極設為低電平（接地）同時保持另一個高電平（斷開），你可以選擇邊個數字啟動。然後，對你想喺該數字上點亮嘅劃嘅陽極腳位施加電壓。

問：呢款顯示屏適合戶外使用嗎？

答：工作溫度範圍 (-35°C 至 +85°C) 相當穩健。然而，規格書冇指定防塵防水等級 (IP)。對於戶外使用，佢可能需要額外嘅保護罩或外殼。

10. 實用設計同使用示例

場景：使用微控制器設計一個簡單嘅 2 位數電壓錶讀數。

1. 硬件連接:將顯示屏嘅 18 個腳位連接到微控制器系統。兩個共陰極腳位 (13, 14) 連接到兩個 NPN 電晶體（例如 2N3904），電晶體集電極接陰極，發射極接地，基極透過基極電阻連接到微控制器 GPIO 腳位。16 個陽極腳位（兩個數字嘅劃 A-G 同 DP）連接到微控制器嘅 16 個 GPIO 腳位，每個都經由一個 220-330 歐姆嘅限流電阻。
2. 軟件邏輯（多工）:韌體每隔幾毫秒運行一個定時器中斷。喺中斷服務常式中：
   • 關閉兩個陰極驅動電晶體（將 GPIO 設為高電平）。
   • 設定對應於需要點亮嘅劃嘅陽極腳位 GPIO，用於數字 1.
   • 開啟數字 1嘅陰極電晶體（將 GPIO 設為低電平）。
   • 等待短時間（例如 1-5ms）。
   • 關閉數字 1 陰極。
   • 設定對應於需要點亮嘅劃嘅陽極腳位 GPIO，用於數字 2.
   • 開啟數字 2 cathode.
   • 嘅陰極電晶體。
   • 等待短時間。
3. 重複。人眼會將呢種快速切換感知為兩個數字持續點亮。電流計算:

如果每個數字有 50% 嘅時間點亮（50% 佔空比），而你希望平均劃電流為 5mA，你就要將佢點亮期間嘅瞬時電流設定為 10mA。電阻值將使用呢個 10mA 數字計算。

11. 工作原理

器件基於半導體 P-N 接面中嘅電致發光原理運作。當施加超過接面內建電位（AlInGaP 約為 2.0-2.6V）嘅正向電壓時，來自 N 型材料嘅電子會同來自 P 型材料嘅電洞喺有源區複合。呢個複合事件以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP 晶格嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係喺紅色光譜 (631-639 nm)。七劃係排列成8字形嘅獨立 LED 晶片。透過有選擇地為呢啲劃嘅不同組合供電，可以形成數字 0-9 同一些字母。

12. 技術趨勢同背景