LTD-323JD LED顯示器規格書 - 0.3英吋字高 - 超紅光650nm - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTD-323JD是一款高性能、0.3英吋（7.62公釐）字高的數位顯示模組。其設計用於需要清晰、明亮且可靠的數值讀取之應用。本裝置採用黑底白字的顯示段設計，提供卓越的對比度，以實現最佳的字符外觀與寬廣視角。其固態結構確保了在各種操作環境下的長期可靠性。

1.1 核心優勢與目標市場

此顯示器的主要優勢包括高亮度、高對比度以及低功耗需求。其性能關鍵在於使用了基於非透明砷化鎵基板的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）超紅光LED晶片，相較於舊有技術，提供了更優異的發光效率與色彩純度。這使其廣泛適用於工業儀表、測試與量測設備、消費性家電、汽車儀表板（次要顯示器）以及銷售點終端機等需要清晰、節能數值指示的應用。

2. 技術參數深度解析

本節針對規格書中指定的關鍵技術參數，提供詳細且客觀的解讀。

2.1 光度與光學特性

光學性能是顯示器功能的核心。典型的峰值發射波長（λp）為650 nm，屬於超紅光譜範圍。主波長（λd）指定為639 nm。譜線半高寬（Δλ）為20 nm，表示相對較窄的光譜頻寬，有助於色彩純度。在1mA順向電流的測試條件下，平均發光強度（Iv）範圍從最小值200 μcd到最大值600 μcd。發光強度匹配比為2:1（最大值），確保了各顯示段之間合理的均勻性。請注意，發光強度是使用近似於CIE明視覺響應曲線的感測器與濾光片組合進行量測，確保數值與人眼感知相關。

2.2 電氣參數

關鍵的電氣參數是每顯示段的順向電壓（Vf），在順向電流（If）為20mA時，其典型值為2.6V。最小值為2.1V。當施加5V反向電壓（Vr）時，每顯示段的反向電流（Ir）最大值為100 μA。這些參數對於設計適當的限流電路以及確保LED正確偏壓至關重要。

3. 絕對最大額定值與熱考量

絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的操作極限。在25°C下，每顯示段的連續順向電流為25 mA，降額因子為0.33 mA/°C。這意味著允許的連續電流會隨著環境溫度升高而降低。每顯示段的峰值順向電流為90 mA，但僅適用於脈衝條件（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。每顯示段的最大功耗為70 mW。裝置可在-35°C至+85°C的溫度範圍內操作與儲存。對於組裝，在安裝平面下方1.6mm處，最高焊接溫度為260°C，最長3秒，這是標準回流焊溫度曲線的考量。

4. 分級系統說明

規格書指出此裝置是根據發光強度進行分類。這意味著存在一個分級系統，單元會根據其在標準測試電流（可能為1mA）下量測到的光輸出進行分類與銷售。分級由最小與最大強度值定義（例如，200-300 μcd、300-400 μcd等）。設計師應指定所需的分級，或在為需要多個顯示器亮度均勻的應用採購元件時，注意潛在的強度變化。此料號的規格書未指定電壓或波長分級。

5. 性能曲線分析

雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類裝置的典型曲線包括：

• IV曲線（電流 vs. 電壓）：顯示順向電壓與電流之間的指數關係。對於AlInGaP紅光LED，膝點電壓（電流開始顯著上升之處）通常在1.8-2.0V左右。
• 發光強度 vs. 順向電流：在較低電流下大致呈線性關係，在較高電流下可能因熱效應而飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出隨著接面溫度升高而下降。AlInGaP LED的發光強度通常具有負溫度係數。
• 光譜分佈：相對強度 vs. 波長的圖表，顯示峰值約在650nm處以及光譜半高寬。

這些曲線對於理解裝置在非標準操作條件下的行為，以及優化驅動電路以實現效率與壽命至關重要。

6. 機械與封裝資訊

本裝置採用標準LED顯示器封裝。所有尺寸均以公釐為單位提供，除非另有說明，一般公差為±0.25 mm。確切的佔位面積與接腳間距在封裝圖中定義，這對於PCB（印刷電路板）佈局至關重要。顯示段的排列是連續且均勻的。

6.1 接腳配置與極性識別

LTD-323JD採用雙工共陽極配置。這意味著有兩個共陽極接腳（多位數封裝中每位數一個；對於單一位數，可能只使用一個）。接腳定義如下：接腳5是位數2的共陽極，接腳10是位數1的共陽極。顯示段陰極連接到以下接腳：A（接腳3）、B（接腳9）、C（接腳8）、D（接腳6）、E（接腳7）、F（接腳4）以及G（接腳1）。接腳2標記為"無接腳"。正確識別陽極與陰極接腳對於防止LED反向偏壓至關重要。

7. 焊接與組裝指南

提供的關鍵焊接參數是最高允許溫度260°C持續3秒，量測點位於安裝平面下方1.6mm處。這與標準無鉛回流焊溫度曲線相容。設計師應確保組裝過程中的熱曲線不超過此限制，以避免損壞環氧樹脂封裝或內部打線。應遵守針對ESD（靜電放電）敏感裝置的標準操作預防措施。儲存應在指定的-35°C至+85°C範圍內，並處於乾燥環境中。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

非常適合任何需要明亮、清晰數位顯示的裝置。範例包括數位萬用電錶、頻率計數器、時鐘收音機、廚房家電計時器、HVAC控制器、醫療設備讀數以及工業製程監視器。

8.2 設計考量

• 限流：務必為每個顯示段或共陽極使用一個串聯電阻（或恆流驅動器）來設定順向電流。根據電源電壓（Vcc）、典型順向電壓（Vf ~2.6V）以及所需電流（例如，10-20mA）計算電阻值。R = (Vcc - Vf) / If。
• 多工掃描：對於多位數顯示器，多工驅動方案很常見，以減少接腳數量。依序切換共陽極，同時施加對應的顯示段資料。確保此方案中的峰值電流不超過絕對最大額定值。
• 視角：寬廣的視角是有益的，但在機械設計時需考慮預期使用者的視線方向。
• 熱管理：雖然功耗很低，但在密閉空間中仍需確保足夠的通風，特別是在接近最大額定值或高環境溫度下操作時。

9. 技術比較

與舊有技術（如標準GaAsP紅光LED）相比，AlInGaP超紅光LED提供了顯著更高的發光效率，在相同驅動電流下能產生更高的亮度。它還提供了更好的色彩飽和度（更純的紅色），並且通常具有更長的操作壽命。與使用濾光片產生紅光的白光LED相比，超紅光LED效率更高，因為它直接發出所需顏色，消除了濾光片的損耗。

10. 常見問題（基於技術參數）

問："無接腳"連接的用途是什麼？

答：這通常是封裝中未使用的接腳位置，通常是為了機械對稱性而包含，或是因為封裝模具用於多種具有不同接腳定義的裝置變體。在電路中不得連接此接腳。

問：我可以用5V微控制器接腳直接驅動此顯示器嗎？

答：不行。順向電壓僅約2.6V。直接連接5V會導致過大電流，損壞LED。必須使用限流電阻。

問："根據發光強度分類"對我的設計意味著什麼？

答：這意味著來自不同生產批次的顯示器可能具有略微不同的亮度等級。如果多個單元之間的視覺均勻性至關重要（例如，在多位的面板中），您應指定嚴格的分級代碼或實施軟體亮度校正。

問：此顯示器適合戶外使用嗎？

答：操作溫度範圍延伸至-35°C至+85°C，涵蓋了許多環境。然而，對於直接陽光照射，需考慮環氧樹脂可能因紫外線而劣化，並確保亮度足以在日光下清晰可讀。可能需要塗覆保護塗層以防潮。

11. 實務設計案例

情境：使用LTD-323JD設計一個簡單的兩位數計數器，由3.3V微控制器驅動。

實作：使用多工掃描技術。將兩個共陽極接腳（位數1和位數2）連接到兩個配置為開汲極/源極輸出的微控制器GPIO接腳。將七個顯示段陰極（A-G）透過個別的33Ω限流電阻連接到另外七個GPIO接腳（計算約20mA：R = (3.3V - 2.6V) / 0.02A = 35Ω；33Ω是標準值）。軟體會輪流開啟一個共陽極，同時設定要顯示的位數所對應的顯示段接腳。刷新率應高於60 Hz以避免可見閃爍。

12. 原理介紹

本裝置基於半導體p-n接面的電致發光原理運作。當施加超過能隙能量的順向電壓時，電子與電洞在主動區（AlInGaP多重量子井結構）中復合，以光子的形式釋放能量。鋁、銦、鎵和磷的特定組成決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為650 nm的超紅光。非透明的砷化鎵基板吸收雜散光，提高了對比度。

13. 發展趨勢

LED顯示技術的趨勢持續朝向更高效率、更低功耗以及更高整合度發展。雖然像LTD-323JD這樣的離散式七段顯示器在特定應用中仍然有其重要性，但對於更複雜的圖形與靈活性，正逐漸轉向點矩陣OLED和微型LED顯示器。然而，對於簡單、高可靠性、高亮度的數值讀取，基於AlInGaP和更新的InGaN的LED顯示器，憑藉其穩固性、長壽命以及大量生產的成本效益，將持續被廣泛使用。封裝技術的進步可能帶來更薄的輪廓與更寬廣的視角。