LTS-6960HR 0.56英吋紅橙色七段式LED顯示器規格書 - 字高14.22mm - 順向電壓2.6V - 功率75mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-6960HR是一款單一位數、七段式的字母數字LED顯示模組。其設計旨在為廣泛的電子設備提供清晰、高對比度的數字及有限的字母數字字符顯示。該元件具有0.56英吋（14.22毫米）的字元高度，適用於需要中等尺寸、易讀字符的應用場合。

1.1 核心優勢與目標市場

此顯示器提供多項關鍵優勢，使其適用於消費性及工業電子產品。其主要特點包括低功耗需求、具有連續均勻段位的出色字符外觀、高亮度、高對比度以及寬廣視角。其固態結構確保了高可靠性。元件依發光強度進行分級，便於在多數位應用中匹配亮度，並提供符合RoHS指令的無鉛封裝。目標市場包括辦公設備、通訊裝置、家用電器、儀表板以及其他需要可靠、中等尺寸數字顯示的應用。

1.2 元件描述與特點

LTS-6960HR採用紅橙色LED晶片。這些晶片是使用透明GaP基板上的GaAsP技術，或非透明GaAs基板上的AlInGaP技術製造而成。顯示器具有紅色面板與紅色段位，提供經典的指示器外觀。其配置為共陽極元件，這是在多工應用中簡化驅動電路的典型配置。包含一個右側小數點。關鍵特點為其0.56英吋字元高度、均勻的段位照明、低功耗、優異的視覺特性、高亮度與對比度、寬廣視角、高可靠性、發光強度分級以及RoHS合規性。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

為防止永久性損壞，不得在超出這些限制的條件下操作元件。每個段位的最大功耗為75 mW。每個段位的峰值順向電流為60 mA，但此僅允許在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。每個段位的連續順向電流在25°C下額定為25 mA，超過此溫度需以0.33 mA/°C的降額因子計算。元件可在-35°C至+85°C的溫度範圍內操作與儲存。焊接溫度規定為在安裝平面下方1/16英吋（約1.59毫米）處，260°C持續3秒。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在環境溫度（Ta）為25°C時指定的。每個段位的平均發光強度（Iv）在順向電流（IF）為10 mA時，範圍從最小值870 µcd到典型值2400 µcd。峰值發射波長（λp）在IF=20mA時典型值為630 nm。譜線半高寬（Δλ）為40 nm。主波長（λd）為621 nm。每個段位的順向電壓（VF）在IF=20mA時範圍從2.0V（最小值）到2.6V（最大值）。每個段位的反向電流（IR）在反向電壓（VR）為5V時最大值為100 µA。必須特別注意，此反向電壓條件僅用於測試目的；不允許在反向偏壓下連續操作。段位間的發光強度匹配比最大值為2:1。

3. 分級系統說明

規格書指出該元件依發光強度分級。這意味著存在一個基於標準測試電流（根據特性表通常為10mA）下測量光輸出的分級系統。分級確保同一產品中使用的多個顯示器亮度一致，防止照明不均。雖然此摘要未提供具體的分級代碼細節，但建議設計師在同一應用中組裝多個顯示器時，應指定或要求來自相同發光強度等級的元件，以避免色調和亮度不均的問題。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型電氣/光學特性曲線，這些對於詳細設計至關重要。雖然文本摘要未提供具體圖表，但此類曲線通常包括：順向電流 vs. 順向電壓（IV曲線），顯示非線性關係並有助於選擇限流電阻；發光強度 vs. 順向電流，顯示光輸出如何隨電流增加；發光強度 vs. 環境溫度，指示光輸出隨溫度上升而降額；以及可能的光譜分佈曲線，顯示發射光在峰值和主波長附近的集中情況。這些曲線讓工程師能夠優化驅動條件，並了解在非標準溫度下的性能。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

顯示器採用標準穿孔式封裝。所有尺寸均以毫米提供。除非機械圖（文本中未完全詳述）另有規定，否則尺寸公差為±0.25毫米（0.01英吋）。封裝包含十個用於電氣連接的接腳。

5.2 接腳連接與極性識別

內部電路圖顯示所有段位均為共陽極配置。接腳定義如下：接腳1：陰極E；接腳2：陰極D；接腳3：共陽極；接腳4：陰極C；接腳5：陰極D.P.（小數點）；接腳6：陰極B；接腳7：陰極A；接腳8：共陽極；接腳9：陰極F；接腳10：陰極G。存在兩個共陽極接腳（3和8）是典型的設計，用以分配電流並提高可靠性。小數點位於數字的右側。

6. 焊接與組裝指南

絕對最大額定值規定，在安裝平面下方1/16英吋處測量時，焊接溫度為260°C持續3秒。這是波峰焊或手工焊接製程中的關鍵參數，以防止對LED晶片或塑膠封裝造成熱損傷。規格書強烈警告不要使用不合適的工具或對顯示器本體施加異常力量的組裝方法，因為這可能導致機械損壞。

7. 儲存條件

對於未使用元件的長期儲存，建議特定條件以防止接腳氧化。對於原始包裝中的標準LED顯示器，建議的儲存環境溫度在5°C至30°C之間，相對濕度低於60% RH。對於SMD型顯示器（雖然LTS-6960HR是穿孔式，但指南包含在內），一旦打開原始密封的防潮袋，元件應在相同的溫濕度條件下於168小時（MSL Level 3）內使用。如果開封後儲存超過168小時，建議在焊接前於60°C烘烤24小時。一般建議盡快使用顯示器，並避免大量長期庫存。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此顯示器適用於普通電子設備，包括辦公自動化設備、通訊設備、家用電器及儀器儀表。它適用於需要單一數字的應用，例如數位時鐘、面板儀表、記分板、電器控制面板和工業控制讀數顯示。

8.2 設計考量與注意事項

驅動電路設計：建議採用恆流驅動而非恆壓驅動，以確保一致的發光強度和使用壽命。電路設計必須適應順向電壓（VF：2.0V至2.6V）的全範圍，以保證始終提供預期的驅動電流。選擇安全工作電流時，必須考慮應用的最高環境溫度，並計入超過25°C後電流降額0.33 mA/°C的因素。
保護：驅動電路應包含防止反向電壓以及開機或關機期間瞬態電壓尖峰的保護，因為反向偏壓可能導致金屬遷移和故障。應避免環境溫度的快速變化，特別是在潮濕環境中，以防止顯示器上產生凝結水。
光學介面：如果使用濾光片或覆蓋層，不應與顯示器表面直接緊密接觸，因為薄膜上的壓敏黏合劑可能會移位。
可靠性注意事項：未經事先諮詢，不建議將此元件用於安全關鍵應用（航空、醫療生命維持系統等），因為其故障可能危及生命或健康。

9. 技術比較與差異化

與較小數字顯示器（例如0.3英吋）相比，LTS-6960HR憑藉其0.56英吋的高度，在遠距離或光線充足的條件下提供更優異的可視性。與簡單的分立式LED相比，它在單一封裝中提供成形的字符，簡化了PCB佈局和組裝。其共陽極配置在與配置為電流吸收的微控制器埠介面時具有優勢。使用AlInGaP/GaAsP技術提供了經典的紅橙色及良好的效率。明確的發光強度分級是需要在多個單元間保持外觀一致的應用的關鍵差異化因素。

10. 基於技術參數的常見問題

問：兩個共陽極接腳（3和8）的用途是什麼？
答：它們在內部是連接的。使用兩個接腳有助於分配總陽極電流，降低PCB走線和封裝引腳中的電流密度，並可提高可靠性。在設計中，應將它們在PCB上連接在一起。
問：我可以用5V電源和一個電阻來驅動這個顯示器嗎？
答：可以，但您必須根據最壞情況的順向電壓計算限流電阻。在期望的IF（例如10mA）下使用最大VF（2.6V），電阻值 R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 歐姆。務必驗證實際電流不超過最大連續額定值。
問：對於峰值電流，1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度是什麼意思？
答：您可以短暫地用高達60mA的電流脈衝驅動段位，但脈衝寬度不得超過0.1毫秒，且隨時間的平均電流不得超過連續額定值。例如，如果峰值為60mA，則每1毫秒一個0.1毫秒的脈衝（10%工作週期）平均電流為6mA。
問：既然操作中不允許，為什麼要提到反向電壓測試？
答：在5V下的反向電流（IR）測試是製造過程中進行的品質和漏電測試。它驗證了LED接面的完整性。在應用中持續施加反向偏壓可能會使元件劣化。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計單一位數電壓表讀數顯示。微控制器的ADC讀取電壓並需要將其顯示在一個數字（0-9）上。微控制器埠接腳可吸收20mA電流。設計使用共陽極顯示器，因此微控制器接腳連接到段位陰極（透過小型串聯電阻提供額外保護）。共陽極接腳連接在一起，並由一個PNP電晶體（或PMOS FET）驅動，該電晶體由另一個微控制器接腳控制開關。韌體透過開啟電晶體並透過適當的陰極接腳吸收電流來多工顯示數字，以點亮數字所需的段位。每個段位的電流由微控制器的吸收能力和電阻設定，確保其低於25mA。小數點可用於量程指示。

12. 原理介紹

七段式顯示器是由七個LED條（段位a至g）組裝而成，排列成8字形。透過點亮這些段位的特定組合，可以形成所有十進制數字（0-9）和一些字母。在共陽極配置中，所有LED的陽極連接在一起，接到一個共用的正電壓電源。透過對其各自的陰極接腳施加低電壓（接地或邏輯低電平）來開啟每個段位，允許電流通過該特定LED。當驅動邏輯（如微控制器）更擅長吸收電流（拉至接地）而非提供電流時，通常更偏好此配置。

13. 發展趨勢

雖然像LTS-6960HR這樣的傳統穿孔式七段顯示器在許多應用中仍然至關重要，但趨勢正朝著表面黏著元件（SMD）封裝以實現自動化組裝、具有整合驅動器（I2C或SPI介面）的更高密度多數位模組，以及具有更寬色域或RGB功能的顯示器發展。同時也存在朝向更高效率材料（如改進的AlInGaP）的趨勢，以在更低電流下實現更高亮度。然而，分立式七段顯示器的基本簡單性、可靠性和成本效益，確保了它們在需要基本數字輸出的廣泛消費性和工業產品中將持續使用。