LTS-360JD LED顯示器規格書 - 0.36英吋字高 - 超紅光 - 2.6V順向電壓 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTS-360JD是一款高效能、單一位數的七段式顯示模組，專為需要清晰、明亮數字讀數的應用而設計。其主要功能是在緊湊的外型尺寸下提供高度易讀的數位字元。此元件的核心優勢在於其採用了先進的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術來製造LED晶片，此技術專為產生高效率的超紅光而設計。這使其適用於廣泛的目標市場，包括工業儀表、消費性家電、汽車儀表板（次要顯示）、測試與量測設備，以及可靠性和可見度至關重要的銷售點終端機。

2. 深入技術參數分析

本節將對規格書中列出的關鍵參數提供詳細、客觀的解讀。

2.1 光度學與光學特性

光度學性能是顯示器功能的核心。平均發光強度（Iv）在標準測試電流1mA下，規格範圍從最低200 µcd到最高650 µcd。此範圍表示元件已針對亮度進行分級，讓設計師能選用輸出一致的元件。主波長（λd）為639 nm，而峰值發射波長（λp）為650 nm，兩者均在IF=20mA下量測。這定義了超紅光的顏色，是一種深沉、飽和的紅色。光譜線半高寬（Δλ）為20 nm，表示發射光譜相對較窄，有助於提升色彩純度。發光強度匹配比最大值為2:1，確保單一元件中最亮與最暗段之間的亮度差異在可接受的範圍內，以實現均勻的外觀。

2.2 電氣參數

電氣規格定義了可靠使用的操作限制與條件。每段順向電壓（VF）在IF=20mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。這是設計限流電阻網路時的關鍵參數。每段連續順向電流在25°C時額定最大值為25 mA，並具有0.33 mA/°C的降額因子。這意味著當環境溫度超過25°C時，允許的連續電流會隨之降低，以防止過熱。峰值順向電流在特定條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）可脈衝驅動至90 mA，這對於採用多工掃描方案以實現更高感知亮度非常有用。逆向電壓（VR）額定值為5V，相對較低，強調了需要正確的電路設計以避免意外的逆向偏壓。

2.3 熱特性與絕對最大額定值

這些額定值定義了安全操作的邊界，絕對不可超過。每段功耗為70 mW。操作與儲存溫度範圍為-35°C至+85°C，顯示其適用於非恆溫控制環境的穩健性。焊接溫度規格（在安裝平面下方1/16英吋處，260°C持續3秒）對於指導迴焊製程至關重要，以避免損壞內部LED晶片或塑膠封裝。

3. 分級系統說明

規格書指出此元件已針對發光強度進行分級。這意味著存在一個分級系統，元件會根據其在標準測試條件（IF=1mA）下量測到的光輸出進行分類與銷售。分級範圍可能從最低的200 µcd到最高的650 µcd。若產品設計師需要在多個顯示器之間維持一致的亮度，應指定或選用來自相同發光強度等級的元件。規格書並未針對波長或順向電壓設定獨立的分級，這暗示了此產品線在這些參數上的製造控制較為嚴格，或者其變異性對應用而言較不關鍵。

4. 性能曲線分析

雖然提供的規格書摘錄提到了典型的特性曲線，但具體圖表並未包含在文字中。通常，這類曲線會包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流（I-V曲線）：此圖表將顯示光輸出如何隨電流增加，通常呈次線性關係，突顯出在高電流下效率會下降。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的指數型I-V關係，對於理解不同驅動電流下的電壓需求很重要。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：此曲線至關重要，顯示了當接面溫度上升時，光輸出會下降。它與電流降額規格直接相關。
• 光譜分佈：顯示在波長範圍內發射光強度的圖表，以650 nm為中心，並具有指定的20 nm半高寬。

這些曲線對於進階設計至關重要，讓工程師能夠模擬非標準條件下的性能，並最佳化驅動電路以提升效率與使用壽命。

5. 機械與封裝資訊

LTS-360JD採用標準的LED顯示器封裝。關鍵的機械規格是字高為0.36英吋（9.1公釐）。封裝具有灰色面板與白色段區，這在LED熄滅時能增強對比度，並在點亮時擴散發射光，使段區外觀均勻。元件採用10接腳單排配置。詳細的尺寸圖通常會顯示整體寬度、高度和深度、段區尺寸、接腳間距（可能為標準的0.1英吋或公制等效值），以及右側小數點的位置。除非另有說明，公差標示為±0.25公釐。

6. 焊接與組裝指南

必須嚴格遵守焊接溫度曲線以確保可靠性。指定的條件是260°C持續3秒，量測點位於封裝安裝平面下方1/16英吋（約1.6公釐）處。這是標準的無鉛迴焊溫度曲線。設計師必須確保其PCB迴焊爐的溫度曲線符合此要求。使用烙鐵進行手工焊接時應迅速且控制溫度，以避免局部過熱。元件在使用前應儲存在乾燥、防靜電的環境中。焊接後，應使用與塑膠封裝材料相容的溶劑進行清潔。

7. 包裝與訂購資訊

料號為LTS-360JD。此類分離式LED元件的標準包裝通常是防靜電帶裝捲盤供自動化組裝使用，或是管裝。每捲或每管的具體數量會在獨立的包裝規格中定義。描述表中的右側小數點註記確認了此元件在數字的右側包含一個小數點。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 數位萬用電錶與桌上型儀器：提供清晰、明亮的測量值讀數。
• 家電控制面板：在烤箱、微波爐或洗衣機上顯示計時器計數、溫度設定或操作模式。
• 工業控制系統：在機械的人機介面上顯示設定點、計數器或錯誤代碼。
• 汽車改裝顯示器：用於需要高可見度的輔助儀表（電壓錶、轉速錶）。
• 遊戲機與自動販賣機：顯示分數、點數或選擇號碼。

8.2 設計考量要點

• 電流限制：每個陰極接腳（或共陽極）都需要外部電阻來設定所需的順向電流。使用公式 R = (電源電壓 - VF) / IF 計算電阻值。
• 多工掃描：為了控制多位數顯示，多工驅動方案很常見。這會用到峰值電流額定值。請確保長時間的平均電流符合連續電流額定值。
• 視角：寬廣的視角是有益的，但需考慮安裝方向相對於使用者視線的角度。
• 靜電防護：雖然未明確說明，但在組裝過程中應遵守LED的標準ESD處理預防措施。

9. 技術比較與差異化

LTS-360JD的主要差異化優勢在於其使用非透明GaAs基板上的AlInGaP來產生超紅光。與舊技術如標準GaAsP（磷化砷化鎵）紅光LED相比，AlInGaP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亮度，或在較低功率下達到同等亮度。它還提供了更優異的色彩飽和度，以及在溫度和時間變化下更穩定的表現。與使用濾光片的白光LED相比，它提供了更簡單的驅動電路（無需螢光粉）以及可能更長的使用壽命。0.36英吋的字高將其定位於中尺寸類別，比微型SMD七段顯示器大，但比大型面板安裝數字小，在可見度與電路板空間之間取得了良好的平衡。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以直接用5V微控制器接腳驅動這個顯示器嗎？

答：不行。典型順向電壓為2.6V，微控制器接腳無法在安全地提供20mA電流的同時也承受電壓降。您必須使用限流電阻，並且可能需要電晶體或驅動IC來處理電流。

問：為什麼有兩個共陽極接腳（接腳1和接腳6）？

答：兩個陽極接腳在內部是相連的。此設計提供了機械對稱性，簡化了共電源連接的PCB佈線，並有助於更均勻地分配電流，可能提升可靠性。

問：如何實現不同的亮度等級？

答：亮度可以透過改變順向電流（在最大額定值內）來控制，或者更常見且更有效的方法是對驅動信號使用脈衝寬度調變（PWM）。這會快速開關LED，控制平均光輸出。

問：小數點是否總是亮著？

答：不是。小數點是一個獨立的LED段，有自己的陰極（接腳7）。它像A-G段一樣被獨立控制。

11. 實務設計與使用案例

考慮設計一個使用微控制器和四個LTS-360JD顯示器的簡單數位計數器。微控制器沒有足夠的I/O接腳來靜態驅動每個數字的每個段（4位數 * 8段 = 32條線）。因此，採用多工設計。四個共陽極接腳（每位數一個）透過PNP電晶體連接到四個微控制器接腳（以提供較高電流）。所有對應的段陰極（例如，所有的'A'段）連接在一起，並透過一個限流電阻網路連接到微控制器埠。微控制器快速循環，一次啟用一個數字，同時輸出該數字的段圖案。由於視覺暫留，所有數字看起來都是持續點亮的。在其短暫的點亮期間，每段的峰值電流可以更高（例如60mA）以達到良好的平均亮度，而平均電流仍低於25mA的連續額定值。

12. 技術原理介紹

LTS-360JD基於固態照明技術。核心發光元件是AlInGaP半導體晶片。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子和電洞被注入半導體的主動區域。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。晶格中鋁、銦、鎵和磷的特定組成決定了能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為約650 nm的超紅光。非透明的GaAs基板會吸收任何向下發射的光，通過減少內部反射來提高對比度。灰色面板和白色段遮罩通過吸收環境光並有效地將發射的紅光散射向觀看者，進一步增強了對比度。

13. 技術趨勢與背景

儘管像LTS-360JD這樣的分離式七段LED顯示器在需要簡單性、穩健性和高可見度的特定應用中仍然高度相關，但顯示技術的更廣泛趨勢是顯而易見的。整體趨勢正朝著整合式點矩陣LED顯示器和OLED發展，用於需要字母數字或圖形輸出的應用，因為它們提供了更大的靈活性。對於僅需數字顯示的應用，表面黏著元件（SMD）七段LED正變得越來越普遍，以促進自動化組裝並減少產品厚度。然而，像LTS-360JD這樣的穿孔式顯示器在原型製作、可維修性，以及承受高振動或認為穿孔連接在機械上更穩固的應用中，仍保持優勢。基礎的AlInGaP技術持續在效率和可靠性方面進行優化，確保此類元件能滿足現代性能與使用壽命的期望。