LTP-4823KF LED顯示器規格書 - 0.4英吋字高 - AlInGaP黃橙色 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTP-4823KF是一款雙位數、16段英數字LED顯示器模組。其主要功能是在電子設備中顯示英數字元（字母與數字）。其核心技術採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料來產生黃橙色光。此裝置屬於共陽極配置，意即每個位數的LED陽極在內部連接在一起，簡化了多工驅動電路的設計。顯示器採用灰色面板搭配白色發光段，這增強了在各種照明條件下的對比度與可讀性。

1.1 核心優勢與目標市場

此顯示器的關鍵優勢源自其AlInGaP技術與設計。它提供高亮度與出色的對比度，使其適用於能見度至關重要的應用。寬廣的視角確保從不同位置觀看顯示器仍清晰可辨。相較於其他顯示技術，其固態結構提供了高可靠度與長使用壽命。低功耗需求對於電池供電或注重能源效率的應用是一大優點。此顯示器通常針對工業控制面板、測試與量測設備、銷售點終端機、儀器儀表，以及任何需要清晰、可靠的數字或有限英數字讀數的嵌入式系統。

2. 技術參數深度解析

本節客觀且詳細地解讀規格書中指定的電氣與光學參數。

2.1 光度與光學特性

主要的光學特性是平均發光強度 (Iv)，以微燭光 (µcd) 為單位量測。在1mA順向電流 (IF) 的標準測試條件下，強度範圍從最小值500 µcd到典型值1300 µcd。此參數定義了發光段的感知亮度。其光線特徵為峰值發射波長 (λp)為611 nm，以及主波長 (λd)為605 nm，兩者均在IF=20mA下量測。這些數值將發光明確定位在可見光譜的黃橙色區域。光譜線半高寬 (Δλ)為17 nm，表示發射光的光譜純度。較窄的半高寬通常意味著更飽和的顏色。

2.2 電氣特性

關鍵的電氣參數是每段順向電壓 (VF)。在20mA驅動電流下，典型的順向電壓為2.6V，最小值為2.05V。此數值對於設計LED的限流電路至關重要。每段反向電流 (IR)規定在施加5V反向電壓 (VR) 時最大為100 µA，表示關閉狀態下的漏電流。發光強度匹配比對於相似發光區域內的各段，最大值為2:1。這意味著在相同條件下，最亮的發光段亮度不應超過最暗發光段的兩倍，以確保外觀均勻。

2.3 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致永久損壞的應力極限。每段平均功率損耗不得超過70 mW。每段峰值順向電流限制為60 mA，而每段平均順向電流在25°C下額定為25 mA，超過25°C時以0.33 mA/°C線性遞減。此遞減對於高溫環境下的熱管理至關重要。最大每段反向電壓為5V。裝置可在溫度範圍-35°C至+105°C內操作與儲存。

3. 分級系統說明

規格書包含發光強度的分級表。分級是一種品質控制流程，根據量測的性能參數將LED分類（分級）以確保一致性。對於LTP-4823KF，LED根據其在IF=1mA下量測的平均發光強度分為不同等級（F, G, H, J, K）。範圍如下：F (321-500 µcd)、G (501-800 µcd)、H (801-1300 µcd)、J (1301-2100 µcd)、K (2101-3400 µcd)。這讓設計師能為其應用選擇具有特定亮度等級的元件，確保多個顯示器之間的均勻性，或精確匹配設計的亮度要求。

4. 性能曲線分析

雖然提供的文本未詳細說明具體曲線，但此類裝置的典型性能曲線包括：

• IV曲線（電流 vs. 電壓）：顯示順向電流與順向電壓之間的關係。它是非線性的，具有一個導通電壓（AlInGaP約為2V），之後電流會隨著電壓的微小增加而迅速增加。這凸顯了恆流驅動的必要性。
• 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨驅動電流增加。在一定範圍內通常是線性的，但在極高電流下會因熱效應和效率下降而飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出如何隨著LED接面溫度的升高而降低。此曲線對於在寬廣溫度範圍內操作的應用至關重要。
• 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示峰值約在611 nm以及發射光譜的形狀。

5. 機械與封裝資訊

LTP-4823KF具有標準的雙位數LED顯示器尺寸。封裝尺寸以毫米提供。關鍵的機械注意事項包括：除非另有說明，所有尺寸公差為±0.25 mm，且接腳尖端偏移公差為±0.4 mm。裝置採用單排20支接腳。內部電路圖顯示其為兩個16段字元的共陽極配置，並帶有右側小數點 (D.P.)。接腳連接表詳細列出了每個發光段（A-U、D.P.，以及字元1和字元2的共陽極）的陰極連接。接腳14標註為"無連接" (N.C.)。

6. 焊接與組裝指南

規格書指定了焊接條件：裝置可承受260°C的烙鐵溫度3秒，烙鐵尖端位於封裝座平面下方1/16英吋（約1.6 mm）處。在組裝過程中切勿超過此最高溫度額定值，以防止損壞內部LED晶片與塑膠封裝，這點至關重要。對於波焊或迴流焊，應遵循通孔元件的標準溫度曲線，確保本體峰值溫度不超過最高儲存溫度105°C。

7. 應用建議

7.1 典型應用情境

此顯示器非常適合任何需要清晰兩位數讀數並偶爾顯示字母指示的裝置。常見用途包括：數位萬用電錶、頻率計數器、計時器、製程控制器、醫療設備（例如：病患監視器）、家用電器（例如：烤箱、恆溫器）以及汽車診斷工具。

7.2 設計考量

• 驅動電路：作為共陽極顯示器，最好由多工電路驅動。微控制器可以透過發光段陰極（經由限流電阻）汲入電流，同時依序啟用每個位數的共陽極接腳。
• 電流限制：務必為每個發光段陰極或在共陽極路徑中使用串聯電阻，以將電流限制在所需值（例如：10-20 mA以達全亮度）。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 計算電阻值，其中 Vf 為規格書中的順向電壓。
• 更新率：當多工驅動兩個位數時，請確保更新率足夠高（通常 >60 Hz）以避免可見閃爍。
• 視角：考慮其寬廣視角來定位顯示器，以最大化終端使用者的可用性。

8. 技術比較

與較舊的技術（如紅色GaAsP LED）相比，LTP-4823KF中使用的AlInGaP提供了顯著更高的發光效率，從而在相同驅動電流下產生更高的亮度。與單一位數顯示器相比，此雙位數單元節省了電路板空間並簡化了組裝。相對於點矩陣顯示器，16段單元提供了更簡單的驅動介面（20支接腳 vs. 矩陣需要更多接腳），但僅限於英數字元和少數符號，無法顯示完整圖形。

9. 常見問題解答（基於技術參數）

問："無連接"接腳（接腳14）的用途是什麼？

答：此接腳在機械結構上存在，但未與任何內部元件電氣連接。通常包含它是為了在焊接時提供機械穩定性，或在系列相似裝置中維持標準的接腳定義尺寸。

問：如何解讀"發光強度匹配比"為2:1？

答：這是一個均勻性規格。它意味著在相同的驅動條件下，任何一個發光段量測到的發光強度不應超過同一顯示器上任何其他發光段強度的兩倍。這確保了所有點亮發光段的外觀一致性。

問：我可以用5V電源驅動此顯示器嗎？

答：可以，但您必須使用限流電阻。在20mA下典型Vf為2.6V，所需的電阻值為 R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 歐姆。請務必根據您特定批次的實際Vf進行驗證，並相應調整電阻值以達到所需的電流。

10. 實際使用案例

情境：設計一個簡單的數位計時器。LTP-4823KF非常適合顯示分鐘與秒數（MM:SS）。微控制器將透過多工方式控制顯示器。一個I/O埠將控制18個發光段陰極（透過電晶體或驅動IC），另外兩個I/O接腳將控制兩個共陽極。韌體將更新發光段數據並在兩個位數之間快速切換。高亮度確保計時器在光線充足的房間內清晰可見，而低功耗對於電池供電的裝置非常有益。

11. 工作原理

此裝置基於半導體p-n接面中的電致發光原理運作。當施加在LED發光段陽極與陰極之間的順向電壓超過二極體的導通電壓時，電子與電洞在主動區（AlInGaP層）中復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長（顏色），在此案例中為黃橙色。16個發光段中的每一個都是一個獨立的LED或LED組合，透過選擇性地點亮這些發光段，即可形成英數字元。

12. 技術趨勢

雖然像LTP-4823KF這樣的16段顯示器在特定應用中仍然有其重要性，但資訊顯示的整體趨勢正朝著更高整合度與靈活性發展。點矩陣OLED和LCD顯示器正變得更具成本競爭力，並提供完整的英數字與圖形功能。然而，LED段式顯示器在極端環境（寬廣溫度範圍、高亮度）以及簡潔性、可靠性和長壽命至關重要的應用中仍保有優勢。基礎的AlInGaP技術在效率與壽命方面持續改進。此外，業界不斷推動更低的功耗以及符合如RoHS等環保法規，此裝置已透過其無鉛封裝滿足這些要求。