LTS-4301KD LED顯示屏規格書 - 0.4吋數碼高度 - 超紅光顏色 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTS-4301KD係一款高性能單數碼顯示模組，專為需要清晰、明亮同可靠數字讀數嘅應用而設計。佢嘅核心功能係利用先進半導體技術，以視覺方式顯示單個十進制數字（0-9）同一個小數點，以達致最佳性能。

核心定位：呢款器件定位為工業控制面板、儀器儀表、測試設備同消費電器嘅高級高亮度解決方案，喺各種照明條件下嘅卓越可讀性至關重要。佢針對需要長期可靠性同穩定光學性能嘅應用。

主要優勢：呢款顯示屏嘅主要優勢嚟自佢採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料製造發光晶片。相比舊技術（例如標準GaAsP），呢種技術喺發光效率、色純度同高溫性能方面提供更優越嘅表現。器件經過發光強度分級，確保生產批次之間嘅一致性。

2. 深入技術參數分析

呢部分對規格書中指定嘅關鍵技術參數提供詳細、客觀嘅解讀。

2.1 光度學同光學特性

光學性能係器件功能嘅核心。關鍵參數喺特定測試條件下（通常喺環境溫度Ta=25°C）測量。

• 平均發光強度（I_V）：呢個係人眼感知到嘅光輸出功率量度。規格書指定喺正向電流（I_F）為1mA時，最小值為200 μcd，典型值為650 μcd，最大值亦有規定。喺更高驅動電流10mA下，典型強度會顯著提升至9750 μcd。電流同亮度之間嘅非線性關係係LED嘅典型特性，詳見特性曲線。
• 峰值發射波長（λ_p）：呢個參數定義LED發射最多光功率嘅特定波長。對於LTS-4301KD，呢個值係650納米（nm），屬於可見光譜嘅深紅色部分，分類為超紅光。
• 主波長（λ_d）：呢個值為639 nm，係人眼感知到嘅波長，由於發射光譜嘅形狀，可能同峰值波長有少少差異。佢確認咗紅色色點。
• 譜線半寬度（Δλ）：呢個20 nm嘅數值表示發射光嘅光譜純度或頻寬。半寬度越窄，表示顏色越單色、越純淨。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：規格書指定，喺相同驅動條件下（I_F=1mA），同一器件內各段嘅最大比例為2:1。咁樣確保數字所有段嘅視覺均勻性，防止某啲段睇落比其他段更光。

2.2 電氣特性

了解電氣行為對於正確電路設計同確保器件壽命至關重要。

• 每段正向電壓（V_F）：喺指定電流驅動下，發光段兩端嘅電壓降。喺I_F=20mA時，典型值為2.6V，最小值為2.1V。呢個參數對於設計限流電路好重要。
• 每段反向電流（I_R）：當施加5V反向電壓（V_R）時，指定最大值為100 μA。呢個表示LED反向偏置時嘅漏電流水平，應該要盡量細。
• 每段連續正向電流：可以連續施加喺單一段而唔會損壞嘅最大直流電流為25 mA。
• 每段峰值正向電流：對於脈衝操作（1kHz，10%佔空比），允許更高嘅峰值電流90 mA。咁樣允許使用多工方案或短暫過驅動以增加亮度。

2.3 絕對最大額定值同熱考慮

呢啲額定值定義咗操作極限，超出呢啲極限可能會造成永久損壞。佢哋唔係正常操作嘅條件。

• 每段功耗：單一段可以消耗嘅最大功率為70 mW。超過呢個限制有過熱同性能下降嘅風險。
• 正向電流降額：規格書指定從25°C開始嘅降額因子為0.28 mA/°C。即係話，每高於25°C一攝氏度，最大允許連續正向電流必須減少0.28 mA，以保持喺安全熱限內。呢個係高溫環境嘅關鍵參數。
• 操作同儲存溫度範圍：器件額定操作溫度為-35°C至+105°C，並且可以喺相同範圍內儲存。呢個寬廣範圍令佢適合惡劣環境。
• 每段反向電壓：施加超過5V嘅反向偏壓會導致擊穿並損壞LED。

3. 分級系統解釋

規格書明確指出器件按發光強度分級。呢個係一個質量控制同分類過程。

製造後，個別顯示屏會根據測量到嘅發光強度（通常喺標準測試電流如1mA或10mA下）進行測試，並分入唔同嘅級別或組別。同一級別內嘅器件會有非常相似嘅亮度水平。咁樣確保當產品中使用多個顯示屏時（例如多位數面板），所有數字都會有一致嘅外觀，避免數字之間出現明顯嘅亮度差異。雖然規格書無列出特定嘅級別代碼或強度範圍，但呢種做法保證咗指定嘅最小值同典型值能夠以高度一致性達到。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本無詳細說明具體圖表，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

• 正向電流（I_F）對正向電壓（V_F）曲線：呢個顯示二極管典型嘅指數關係。膝點電壓大約喺典型V_F值2.6V附近。設計師用呢個嚟設定適當嘅驅動電壓。
• 相對發光強度對正向電流（I_F）：呢條曲線展示光輸出如何隨電流增加。喺一定範圍內通常係線性嘅，但喺極高電流下會飽和。數據點（1mA時200 μcd，10mA時9750 μcd）表明咗高效、超線性嘅響應。
• 相對發光強度對環境溫度：呢條曲線顯示光輸出隨結溫升高而減少。降額因子（0.28 mA/°C）直接同呢個特性嘅斜率相關。AlInGaP技術通常比舊材料有更好嘅高溫性能，但光輸出仍然會隨熱量減少。
• 光譜分佈曲線：相對強度對波長嘅圖表，顯示峰值喺650 nm（λ_p），並且喺最大強度一半處嘅寬度為20 nm（Δλ）。

5. 機械同封裝資訊

LTS-4301KD使用標準單數碼LED封裝，帶有通孔接腳，用於安裝喺印刷電路板（PCB）上。

• 數字高度：0.4吋（10.16毫米），呢個定義咗顯示數字嘅物理尺寸。
• 封裝外觀：器件具有灰色面板（顯示屏背景）同白色段。當紅色段點亮時，呢種顏色組合提供高對比度。
• 接腳配置：器件採用雙列直插封裝，有10個接腳。內部電路圖同接腳連接表顯示佢係共陰極類型。即係話，所有獨立LED段（A-G同DP）嘅陰極（負極）喺內部連接埋一齊，去到兩個公共接腳（接腳3同接腳8）。每個段嘅陽極（正極）都有自己專用嘅接腳。呢種配置好常見，並且簡化咗多位數顯示屏中嘅多工操作。
• 尺寸同公差：所有尺寸都以毫米提供。一般公差為±0.25mm，接腳尖端偏移嘅特定公差為±0.4mm，以考慮引線成型過程中嘅變化。

6. 焊接同組裝指引

規格書提供特定焊接條件，以防止組裝過程中嘅熱損壞。

• 波峰焊或手焊：推薦條件係喺260°C下焊接最多3秒，條件係焊鐵頭必須至少喺封裝體安裝平面以下1/16吋（約1.6毫米）。咁樣可以防止過多熱量沿住引線傳遞，損壞內部半導體晶片同焊線。
• 一般熱注意事項：整個組裝過程中，器件嘅溫度唔可以超過絕對最大額定值部分指定嘅最高溫度額定值。應避免長時間暴露喺高溫下，即使溫度低於焊接溫度。
• 儲存條件：器件應儲存喺原裝防潮袋內，環境喺指定儲存溫度範圍內（-35°C至+105°C）並且濕度低，以防止引線氧化。

7. 應用建議

典型應用場景：

• 工業儀器儀表：面板儀表、過程控制器、計時器顯示。
• 測試同測量設備：數字萬用表、頻率計數器、電源供應器。
• 消費電器：微波爐、洗衣機、音響設備顯示屏。
• 汽車改裝市場：儀錶同讀數顯示（適用於環境規格合適嘅地方）。

設計考慮因素：

• 限流：務必為每段使用串聯限流電阻或恆流驅動電路。電阻值可以用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。對於5V電源，典型V_F為2.6V，同期望I_F為10mA：R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240歐姆。
• 多工：對於多位數顯示屏，共陰極配置係多工嘅理想選擇。通過順序啟用一個數字嘅公共陰極，同時驅動所需段嘅陽極，可以用更少I/O接腳控制多個數字。峰值電流額定值（90mA @ 10%佔空比）允許咁樣做。
• 視角：規格書聲稱有寬廣視角，對於可能從側面觀看顯示屏嘅應用有好處。
• 熱管理：喺高環境溫度應用中，或者喺高電流驅動時，要考慮電流降額因子。確保PCB上有足夠間距以散熱。

8. 技術比較同區分

LTS-4301KD嘅主要區別在於佢使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）技術製造LED晶片，相比使用GaAsP或標準紅色GaP嘅舊款顯示屏。

• 對比傳統紅色GaAsP/GaP LED：AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率，意味住喺相同驅動電流下有更光嘅輸出。佢仲提供更好嘅色彩飽和度（650nm嘅更深、更純紅色，對比標準紅色嘅~630nm）同更優越嘅溫度同時間穩定性。
• 對比其他顏色/尺寸：喺製造商嘅產品線中，呢款0.4吋超紅光器件會同其他數字高度（例如0.3吋）比較。

  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。