目錄
1. 產品概覽
LTS-5703AJS 係一款高性能、低功耗嘅七段LED顯示屏模組。佢嘅主要功能係喺電子設備中提供清晰、明亮嘅數字同有限嘅英數字元輸出。核心應用喺儀器儀表、消費電子產品同工業控制面板，呢啲場合需要可靠、低電流嘅數字讀數。
呢款器件定位為提供卓越可讀性同能源效率嘅解決方案。佢嘅核心優勢源自採用先進嘅AlInGaP半導體材料，相比舊技術，能夠喺相對較低嘅驅動電流下提供高亮度同良好嘅色彩純度。
1.1 核心優勢同目標市場
定義呢款產品市場定位嘅關鍵特性包括0.56吋 (14.22 mm) 嘅字高，喺尺寸同可視性之間取得良好平衡。段位連續且均勻，確保美觀嘅字元外觀。器件需要低功耗，適合電池供電或注重能源嘅應用。佢提供高亮度同高對比度，加上寬廣嘅視角，確保從唔同位置都清晰易讀。固態結構提供固有嘅可靠性。最後，器件會根據發光強度進行分類，確保多位數顯示屏嘅亮度一致。
目標市場包括便攜式測試設備、數字萬用錶、時鐘收音機、電器控制面板，以及任何需要簡單、直接驅動數字顯示嘅嵌入式系統嘅設計師。
2. 技術規格深入分析
呢部分根據規格書提供器件技術參數嘅詳細、客觀分析。
2.1 光度學同光學特性
光學性能係顯示屏功能嘅核心。器件採用AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 黃色LED晶片。呢啲晶片製造喺非透明嘅GaAs基板上，有助於將光線向前導向，並可以提高對比度。封裝具有淺灰色面同白色段位，呢種組合設計用於喺段位未亮起時增強對比度。
- 平均發光強度 (IV):喺正向電流 (IF) 僅為1mA時，範圍從最小320 µcd到典型值700 µcd。對於呢種亮度嚟講，呢個極低嘅驅動電流係一個關鍵規格，能夠實現非常低嘅系統功耗。
- 峰值發射波長 (λp):典型值為588 nm，位於可見光譜嘅黃色區域。
- 譜線半寬度 (Δλ):典型值為15 nm，表示相對較窄嘅光譜帶寬，有助於呈現純正嘅黃色。
- 主波長 (λd):典型值為587 nm，與峰值波長非常接近。
- 發光強度匹配比:規定喺IF=1mA嘅相似光區條件下，最大值為2:1。呢個意思係，同一個器件內唔同段位之間，或者唔同器件之間嘅亮度差異唔會超過兩倍，確保外觀均勻。
需要留意嘅係，發光強度係使用近似CIE明視覺響應曲線嘅傳感器同濾光片進行測量嘅，確保數值同人類視覺感知相關。
2.2 電氣參數
電氣特性定義咗顯示屏同驅動電路之間嘅介面。
- 每段正向電壓 (VF):喺IF=20mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。最小值為2.05V。設計師必須確保驅動電路能夠提供至少2.6V，以喺20mA下達到額定亮度。
- 每段反向電流 (IR):喺反向電壓 (VR) 為5V時，最大值為100 µA。呢個參數對於電路保護好重要；超過反向電壓額定值可能會損壞LED。
- 每段連續正向電流:絕對最大額定值為25 mA。然而，從25°C開始，需要以0.33 mA/°C嘅線性降額因子進行降額。呢個意思係，喺較高環境溫度下，必須降低最大允許連續電流，以防止過熱同過早失效。
- 峰值正向電流:喺特定條件下 (1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度) 可以脈衝高達60 mA。呢個允許用於多工方案或短暫過驅動以提高亮度。
- 每段功耗:絕對最大值為40 mW。呢個熱限制，結合電流降額，對於可靠性至關重要。
2.3 熱同環境額定值
器件嘅操作限制由溫度範圍定義。
- 操作溫度範圍:-35°C 至 +105°C。呢個寬廣嘅範圍使其適合用於各種環境，從工業冷藏到熱設備外殼。
- 儲存溫度範圍:-35°C 至 +105°C。
- 焊接條件:規定喺組裝期間，器件本體溫度唔可以超過最高額定溫度。指引係喺260°C下焊接3秒，焊點至少喺封裝座平面下方1/16吋 (約1.6mm)。
3. 分級系統解釋
規格書指出器件根據發光強度進行分類。呢個係指一個分級過程。雖然呢份文件冇提供具體嘅分級代碼，但呢類顯示屏嘅典型分類涉及根據標準測試電流 (例如1mA或20mA) 下測量到嘅發光強度對製造出嘅單元進行分類。
單元被分組到具有定義嘅最小同最大強度值嘅級別中。呢個允許客戶根據佢哋嘅應用選擇級別，確保多位數顯示屏中所有數字嘅亮度一致性。例如，設計師可能會指定所有顯示屏必須來自一個喺1mA時IV介乎500 µcd同600 µcd之間嘅級別。規定嘅2:1強度匹配比係單一器件內或可能喺標準級別內允許嘅最壞情況變化。
4. 性能曲線分析
規格書提到典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本冇詳細說明具體圖表，但我哋可以推斷佢哋嘅標準內容同重要性。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
呢條基本曲線顯示流經LED段嘅電流同佢兩端電壓之間嘅關係。佢係非線性嘅。喺20mA時典型VF為2.6V，係呢條曲線上嘅一個點。呢條曲線幫助設計師正確計算限流電阻，並理解驅動電路嘅電壓要求，特別係喺多工情況下，平均電流同瞬時電流唔同。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
呢個圖表對於亮度控制至關重要。佢顯示光輸出如何隨電流增加而增加。通常喺一定範圍內係線性嘅，但喺非常高電流時會飽和。能夠以低至1mA驅動段位係一個關鍵特性，呢條曲線會顯示喺呢個點相對於典型20mA驅動嘅相對亮度。
4.3 發光強度 vs. 環境溫度
LED光輸出會隨著結溫升高而降低。呢條曲線量化咗呢個降額。對於喺高環境溫度下運行嘅應用，確保顯示屏喺整個操作範圍內保持足夠亮度係必不可少嘅。
4.4 光譜分佈
一個顯示跨波長相對光強度嘅圖表，以588 nm峰值為中心，半寬度為15 nm。呢個定義咗確切嘅黃色色調。
5. 機械同封裝信息5.1 封裝尺寸同圖紙
器件具有標準10腳單位數七段顯示屏佔位面積。規格書包含詳細嘅尺寸圖紙。關鍵註明所有尺寸均以毫米為單位，除非另有說明，標準公差為±0.25 mm。一個特定註明提到腳尖偏移公差為+0.4 mm，呢個對於PCB孔位放置同波峰焊接過程好重要。
5.2 腳位連接同極性識別
器件採用共陰極配置。呢個意思係所有單個LED段嘅陰極 (負極) 喺內部連接埋一齊。有兩個共陰極腳 (腳3同腳8)，佢哋喺內部連接。呢種雙腳設計有助於電流分佈同PCB佈局。每個段 (A, B, C, D, E, F, G, 同小數點) 嘅陽極 (正極) 位於獨立嘅腳上。具體腳位定義係: 1:E, 2:D, 3:共陰極, 4:C, 5:小數點, 6:B, 7:A, 8:共陰極, 9:F, 10:G。
5.3 內部電路圖
提供嘅圖表直觀地確認咗共陰極架構，顯示所有段LED嘅陽極位於獨立腳上，而佢哋嘅陰極連接埋一齊到腳3同腳8。
6. 焊接同組裝指引
絕對最大額定值部分提供關鍵嘅組裝數據。規定嘅焊接條件係通孔元件嘅行業標準：最高烙鐵溫度260°C，持續時間唔超過3秒，焊點位於封裝本體下方至少1.6mm，以最小化熱量傳遞到LED晶片同內部連接。喺任何涉及熱量嘅組裝過程 (例如波峰焊接或手動維修) 中，顯示單元本身嘅溫度唔可以超過其最大儲存溫度額定值。正確處理以避免靜電放電 (ESD) 亦係LED器件嘅標準預防措施，雖然冇明確說明。
7. 應用建議7.1 典型應用電路
對於共陰極顯示屏，驅動電路通常將共陰極腳連接到地。每個段陽極腳通過一個限流電阻連接到正電壓源 (VCC)。電阻值使用 R = (VCC- VF) / IF 計算。例如，使用5V電源，VF為2.6V，期望IF為10mA，電阻會係 (5 - 2.6) / 0.01 = 240 歐姆。如果微控制器I/O腳能夠提供所需電流 (例如每段10-20mA)，顯示屏可以直接由微控制器I/O腳驅動，但通常需要外部驅動晶體管或專用LED驅動IC嚟多工驅動多位數字。
7.2 設計考慮同注意事項
- 限流:務必使用串聯電阻。切勿將LED直接連接到電壓源。
- 多工:要驅動多位數字，會使用多工方案，其中數字一次快速點亮一個。峰值電流可以更高 (高達60mA額定值) 以補償較低嘅佔空比，保持感知亮度。
- 視角:寬廣嘅視角有好處，但安裝顯示屏時要考慮預期用戶嘅位置。
- 亮度匹配:對於多位數顯示屏，使用來自相同發光強度級別嘅器件，或者如果差異明顯，使用PWM實現軟件亮度校準。
- 低功耗設計:對於電池敏感嘅應用，利用1mA驅動能力。喺1mA下嘅亮度 (最小320 µcd) 通常足夠室內使用。
8. 技術比較同差異化
LTS-5703AJS 主要通過其AlInGaP技術同極低電流操作嚟實現差異化。相比舊式紅色GaAsP或GaP LED，AlInGaP提供更高效率，從而喺相同電流下實現更高亮度，或者喺更低電流下實現同等亮度。相比當代高亮度紅色LED，黃色喺某些應用中可能提供更好嘅可見性或更低嘅眼睛疲勞。佢嘅低VF(相比藍色或白色LED) 喺低電壓系統中亦係一個優勢。強度分類為需要均勻性嘅應用提供優勢，相比簡單、未分級嘅商品顯示屏。
9. 常見問題 (基於技術參數)
問: 我可以用3.3V邏輯驅動呢個顯示屏嗎？
答: 可以。典型VF係2.6V，所以3.3V電源提供足夠嘅餘量。相應計算串聯電阻：例如，對於10mA，R = (3.3 - 2.6) / 0.01 = 70 歐姆。
問: 有兩個共陰極腳有咩用？
答: 佢哋喺內部連接。有兩個腳有助於將總陰極電流 (即所有點亮段電流嘅總和) 分佈到兩條PCB走線同焊點上，提高可靠性並可能減少電壓降。
問: 規格顯示最大連續電流為25mA，但VF嘅測試條件係20mA。我設計時應該用邊個？
答: 20mA呢個數字係報告典型特性 (如VF同波長) 嘅標準測試條件。為咗可靠嘅長期運行，謹慎嘅做法係設計連續電流喺或低於20mA，特別係如果預期環境溫度高於25°C，要遵循降額曲線。
問: 如果我多工驅動4位數字，點樣達到相同亮度？
答: 使用1/4佔空比，你需要將瞬時段電流乘以4，以達到相同嘅平均電流，從而獲得相似嘅感知亮度。如果你想要每段平均5mA，你就要以20mA脈衝驅動每段。確保呢個脈衝電流 (20mA) 同由此產生嘅瞬時功耗喺絕對最大額定值內 (60mA峰值，40mW)。
10. 實際使用案例
設計案例: 一個4位數便攜式數字溫度計。
設計目標係長電池壽命同清晰可讀性。微控制器嘅I/O同功率預算有限。
實現方式:使用四個LTS-5703AJS顯示屏，以多工配置連接。將四個數字所有對應嘅段陽極 (A, B, C...) 連接埋一齊。每個數字嘅共陰極由微控制器腳驅動嘅獨立NPN晶體管控制。微控制器循環依次打開一個數字嘅陰極，同時喺共陽極線上輸出該數字嘅段圖案。為咗節省電力，將驅動電流設定為平均5mA。使用1/4佔空比多工，每段瞬時電流設定為20mA (5mA * 4)。呢個喺60mA峰值額定值內。感知亮度會良好，每段平均功耗非常低，相比使用每段需要10-20mA連續電流嘅顯示屏，顯著延長電池壽命。
11. 技術原理介紹
LTS-5703AJS 基於AlInGaP (磷化鋁銦鎵)半導體材料，生長喺GaAs (砷化鎵)基板上。喺LED中，當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子同電洞復合，以光子 (光) 嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接定義咗發射光嘅波長 (顏色)。黃色發射 (~587-588 nm) 係通過特定比例嘅鋁、銦同鎵實現嘅。非透明GaAs基板吸收雜散光，通過防止可能照亮未點亮段嘅內部反射，提高對比度。共陰極配置通過允許單個開關 (例如晶體管) 喺多工期間控制整個數字嘅開/關狀態，簡化咗驅動電路。
12. 技術趨勢同背景
雖然七段LED顯示屏對於特定應用仍然至關重要，但顯示技術嘅更廣泛趨勢已轉向點陣格式 (用於英數字元同圖形) 同基於集成控制器嘅模組 (如OLED或TFT)。然而，簡單、堅固、低成本、低功耗、高亮度同直接驅動數字顯示屏嘅利基市場仍然存在。呢個利基市場內嘅演變集中喺材料科學 (如AlInGaP取代舊材料以提高效率)、更低嘅工作電壓同電流、改進封裝以提高可靠性同更寬溫度範圍，以及用於自動化組裝嘅表面貼裝版本。LTS-5703AJS 代表咗呢個演變中嘅一個成熟點，為其預期用途提供咗性能同實用性嘅平衡。未來發展可能會喺內部集成限流電阻或簡單邏輯，但對於許多直接嘅應用，基本元件嘅簡單性仍然係一個關鍵優勢。
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。 |