LTS-4301JR LED顯示屏規格書 - 0.4吋數碼高度 - 超級紅色 - 2.6V正向電壓 - 70mW功耗 - 英文技術文件

1. 產品概覽

LTS-4301JR係一款單數碼、七劃字母數字LED顯示屏模組。佢設計用喺緊湊嘅外形中提供清晰、高對比度嘅數字讀數。呢款器件採用先進嘅AlInGaP（鋁銦鎵磷）半導體技術製造發光晶片，晶片製作喺透明嘅GaAs基板上。呢種組合產生出特有嘅超級紅色發光。顯示屏配備灰色面板同白色劃線，增強咗唔同光照條件下嘅對比度同可讀性。佢主要應用喺需要簡單、可靠同明亮數字指示器嘅電子設備，例如儀器儀表、消費電子產品同工業控制面板。

1.1 核心特點同優勢

• 0.4吋（10.0 mm）數碼高度：提供咗尺寸同可見度之間嘅平衡，適合需要考慮空間嘅面板安裝應用。
• 連續均勻劃線：每個劃線提供一致且無間斷嘅發光外觀，提升美觀質量同易讀性。
• 低功耗要求：為節能而設計，適合電池供電或低功耗設備。
• 高亮度 & 高對比度：AlInGaP超級紅色晶片提供強勁嘅發光輸出，而灰色面板/白色劃線設計則最大化對比度，方便觀看。
• 寬廣視角：確保顯示屏喺廣泛嘅視角範圍內（唔單止正面）都保持可讀。
• 按發光強度分類：單元根據其光輸出進行分檔，允許喺多數碼應用中實現一致嘅亮度匹配。
• 無鉛封裝（符合RoHS）：按照限制有害物質嘅環保法規製造。
• 固態可靠性：相比其他顯示技術，LED提供更長嘅操作壽命、抗衝擊性同快速開關時間。

1.2 器件識別

零件編號LTS-4301JR特指一種共陰極配置，帶有右側小數點。JR後綴對於識別小數點位置至關重要。佢係一款AlInGaP超級紅色發光類型顯示屏。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能對器件造成永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 每劃功耗：70 mW。呢個係單一劃線作為熱量允許嘅最大功率損耗。超過呢個值會導致過熱同加速老化。
• 每劃峰值正向電流：90 mA（喺1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度下）。呢個額定值僅適用於脈衝操作，唔適用於連續直流驅動。
• 每劃連續正向電流：25°C時為25 mA。當環境溫度（Ta）高於25°C時，呢個電流會以0.33 mA/°C嘅速率線性遞減。例如，喺85°C時，最大連續電流約為：25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = ~5.2 mA。
• 操作 & 儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。器件額定用於工業溫度範圍。
• 焊接條件：波峰焊或回流焊應喺焊點至少低於顯示屏本體安裝平面1/16吋（≈1.6 mm）嘅情況下進行。建議峰值溫度為260°C，最長3秒，以防止對塑料封裝同內部連接造成熱損壞。

2.2 電氣 & 光學特性（Ta=25°C）

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：I_F=1mA時為200-520 µcd。呢個寬範圍表明器件經過分檔。發光強度係使用經過濾波以匹配明視覺（人眼）響應曲線（CIE）嘅傳感器測量嘅。適用±15%嘅公差。
• 峰值發射波長（λ_p）：I_F=20mA時為639 nm（典型值）。呢個係發射光功率最大嘅波長。
• 主波長（λ_d）：I_F=20mA時為631 nm（典型值）。呢個係人眼感知嘅波長，定義咗超級紅色顏色。公差為±1 nm。
• 譜線半寬度（Δλ）：I_F=20mA時為20 nm（典型值）。呢個指定咗發射光嘅光譜純度或帶寬。
• 每晶片正向電壓（V_F）：I_F=20mA時為2.0V（最小值），2.6V（典型值），公差為±0.1V。電路設計必須考慮呢個範圍以確保適當嘅電流調節。
• 反向電流（I_R）：V_R=5V時為100 µA（最大值）。呢個參數僅用於測試目的；禁止連續反向偏壓操作。
• 發光強度匹配比：2:1（最大值）。喺多數碼設置中，最亮嘅劃線亮度唔應該超過相似光區域內最暗劃線亮度嘅兩倍，以確保均勻性。
• 串擾：≤ 2.5%。呢個指本應熄滅嘅劃線因電氣洩漏或光耦合而產生嘅不必要發光。

3. 分檔系統解釋

LTS-4301JR採用分檔系統主要係為咗發光強度。正如典型I_V範圍200-520 µcd所示，顯示屏根據佢哋喺標準測試電流（1mA）下測量到嘅光輸出被分揀到唔同嘅檔位。咁樣允許設計師喺組裝多數碼單元時，從相同強度檔位中選擇顯示屏，防止數碼之間出現明顯嘅亮度差異。規格書建議從相同檔位選擇顯示屏以避免色調不均勻問題，喺呢個上下文中，呢個係指亮度均勻性而非顏色偏移，因為主波長受到嚴格控制（±1 nm）。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗通常會包含嘅典型特性曲線：

• 相對發光強度 vs. 正向電流（I-V曲線）：顯示光輸出如何隨驅動電流增加而增加，通常係次線性關係。喺高於建議嘅連續電流下操作會導致效率下降（droop）同壽命縮短。
• 正向電壓 vs. 正向電流：說明二極管嘅I-V特性，對於設計限流電路至關重要。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示熱淬滅效應，即光輸出隨結溫升高而降低。呢個強調咗熱管理同電流遞減嘅重要性。
• 光譜分佈：顯示跨波長嘅相對發射功率圖，中心喺631-639 nm附近，帶有約20 nm帶寬。

呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件下嘅行為，以及為咗性能同壽命而優化驅動電路至關重要。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸

顯示屏符合標準10腳、單數碼DIP（雙列直插封裝）外形。關鍵尺寸註釋包括：

• 所有線性尺寸均以毫米（mm）為單位。
• 除非另有說明，一般公差為±0.25 mm。
• 腳尖偏移公差為±0.4 mm。
• 顯示屏表面缺陷容許：異物≤ 10 mils（0.254 mm），墨水污染≤ 20 mils（0.508 mm），劃線內氣泡≤ 10 mils。
• 反射器彎曲必須≤其長度嘅1%。
• 建議用於腳嘅PCB孔直徑為0.9 mm，以確保適當配合。

5.2 腳連接同極性

LTS-4301JR係一款共陰極器件。佢有兩個共陰極腳（腳3同腳8），必須連接到地（或低側驅動器）。A-G劃線同小數點（D.P.）嘅陽極喺獨立嘅腳上（腳1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10）。腳6特指右側小數點陽極。有一個腳標記為無連接（N/C）。內部電路圖顯示每個劃線LED同小數點LED，佢哋嘅陽極連接到獨立腳，而陰極則連接到共陰極腳。

6. 焊接同組裝指引

6.1 焊接過程

絕對最大額定值指定咗焊接條件為260°C持續3秒，測量點喺安裝平面下方1/16吋。呢個兼容標準波峰焊同許多回流焊曲線。必須小心避免過多熱量傳遞到塑料本體，否則可能導致變形或內部損壞。

6.2 儲存條件

為防止腳氧化同吸濕（MSL問題），建議LED顯示屏喺其原始包裝中採用以下儲存條件：

• 溫度：5°C 至 30°C。
• 相對濕度：低於60% RH。

如果防潮袋被打開或產品喺呢啲條件外儲存超過6個月，建議喺組裝前喺60°C下烘烤48小時，並且烘烤後應喺一週內完成組裝。

7. 應用建議同設計考慮

7.1 典型應用場景

呢款顯示屏適用於普通電子設備，例如辦公設備、通訊設備同家用電器。佢適合任何需要單一、明亮同可靠數字讀數嘅應用：數字萬用錶、時鐘、計時器、面板儀錶、電器控制同測試設備。

7.2 關鍵設計注意事項（警告）

• 驅動電路設計：強烈建議使用恆流驅動而非恆壓，以確保亮度一致並保護LED。電路必須設計成能夠適應完整嘅V_F範圍（2.0V 至 2.6V）。
• 限流：必須根據最高環境溫度選擇安全工作電流，應用高於25°C時0.33 mA/°C嘅遞減因子。
• 保護：電路必須包含防止電源循環期間反向電壓同瞬態電壓尖峰嘅保護，以防止損壞。
• 熱管理：避免喺高於額定值嘅電流或環境溫度下操作，因為呢個會導致嚴重嘅光輸出衰減同過早失效。
• 機械處理：組裝期間唔好對顯示屏本體施加異常力。如果使用壓敏粘合劑貼裝裝飾膜或濾光片，避免讓佢直接壓喺顯示屏表面上，否則可能發生移位。
• 多數碼組裝：始終使用來自相同發光強度檔位嘅顯示屏，以確保外觀均勻。
• 環境：避免喺潮濕環境中快速溫度變化，以防止顯示屏上凝結水珠。

8. 技術比較同區分

LTS-4301JR嘅主要區分點係佢使用AlInGaP技術同佢特定嘅超級紅色顏色。相比舊式嘅GaAsP或GaP LED技術，AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同驅動電流下產生更大亮度。超級紅色（631-639 nm）係一種獨特、飽和嘅紅色。灰色面板/白色劃線設計即使喺LED熄滅時亦提供高對比度，提升整體美觀。佢嘅發光強度分類係需要一致性嘅專業應用嘅關鍵特點。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以用5V電源同一個簡單電阻驅動呢款顯示屏嗎？

答：可以，但需要仔細計算。使用最大V_F2.6V同期望I_F20mA，串聯電阻值會係 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ω。然而，你必須檢查電阻中嘅功耗，並確保電流唔超過你操作溫度下嘅遞減極限。

問：點解建議恆流驅動？

答：LED亮度係電流嘅函數，唔係電壓。正向電壓（V_F）有公差並且隨溫度變化。恆流源確保無論呢啲變化如何，都能維持期望嘅發光強度，從而實現一致性能同更長壽命。

問：共陰極對我嘅微控制器接口意味住乜？

答：對於共陰極顯示屏，共陰極腳連接到地。微控制器腳（或驅動器IC）應該向獨立劃線陽極腳提供電流以點亮佢哋。呢個通常需要來自驅動器嘅高電平有效信號。

問：峰值電流係90mA，我可以用佢嚟獲得更亮顯示嗎？

答：唔可以。90mA額定值嚴格用於低佔空比（1/10或10%）下非常短嘅脈衝（0.1ms寬度）。連續使用呢個電流會損壞LED。始終根據連續正向電流額定值（25°C時25mA，隨溫度遞減）進行設計。

10. 實用設計同使用案例

案例：設計單數碼電壓錶讀數。

一位設計師正在創建一個簡單嘅0-9V電壓錶，帶有單數碼顯示屏用於粗略指示。佢哋選擇LTS-4301JR因為其亮度同清晰度。電路使用帶有ADC嘅微控制器來測量電壓。微控制器嘅I/O腳無法提供足夠電流，因此使用專用LED驅動器IC（例如，帶有恆流輸出嘅7劃解碼器/驅動器）。設計師將驅動器嘅恆流設置為每劃15 mA，提供充足亮度，同時遠低於室溫下嘅25mA額定值，為更溫暖環境留出餘量。共陰極腳連接到驅動器嘅地。設計師向採購部門指定來自相同強度檔位（例如，400-450 µcd）嘅LTS-4301JR單元，以確保亮度均勻。由於驅動器IC提供調節，唔需要限流電阻。PCB佈局將顯示屏腳嘅孔放置喺建議嘅0.9 mm直徑。

11. 工作原理介紹

LTS-4301JR基於半導體P-N結嘅電致發光原理。當施加超過二極管導通電壓（≈2.0-2.6V）嘅正向偏壓時，來自n型AlInGaP區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴喺有源層中復合。呢個復合事件以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，呢個直接對應於發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係大約631-639 nm嘅紅光。透明嘅GaAs基板允許更多呢啲產生嘅光逸出，增強外部效率。7字形狀嘅每個劃線包含一個或多個並聯連接嘅呢啲微小LED晶片。

12. 技術趨勢同背景

AlInGaP LED技術代表咗相比早期GaAsP等紅色LED材料嘅重大進步。佢提供卓越嘅發光效能，意味住每電瓦輸入有更多光輸出，以及更好嘅溫度穩定性。顯示組件嘅趨勢係朝向更高效率、更低功耗同更大集成度。雖然像LTS-4301JR咁樣嘅分立式7劃顯示屏對於需要簡單性、穩健性同直接可見性嘅特定應用仍然至關重要，但許多新設計正轉向集成點陣LED顯示屏或OLED以獲得圖形靈活性。然而，對於成本、亮度同可靠性至關重要嘅專用數字讀數，單數碼AlInGaP顯示屏繼續係一個首選且技術成熟嘅解決方案。