LTP-1557TBE 5x7ドットマトリックス青色LED表示器 データシート - 1.2インチ高 - 順電圧3.6V - InGaN青色チップ - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTP-1557TBEは、明確で信頼性の高い文字出力を必要とするアプリケーション向けに設計された、固体式の英数字表示モジュールです。その中核機能は、個別にアドレス可能な発光ダイオード（LED）のグリッドを通じて、通常はASCIIまたはEBCDICコード化された文字などのデータを視覚的に表現することです。この部品の主な市場は、シンプルで耐久性があり低消費電力の表示ソリューションが必要な産業用制御パネル、計測器、POS端末、および様々な組み込みシステムが含まれます。

本デバイスの核心的な利点は、InGaN（窒化インジウムガリウム）青色LEDチップの使用にあります。この半導体技術は、良好な発光効率と特徴的な青色を提供します。表示部は、コントラストと視認性を高めるグレーの面と白いドットを特徴としています。その有用性に貢献する主な特徴は、低消費電力、単一平面設計による広い視野角、可動部がなく固体式であることによる信頼性、および水平方向に積み重ねて複数文字表示を構成できる能力です。

2. 技術パラメータの詳細解釈

2.1 測光・光学特性

光学性能は、周囲温度（Ta）25°Cの特定の試験条件下で定義されます。平均光度（Iv）は、順電流（IF）10mAで駆動した場合、LEDチップあたり最小5400 µcd、標準値13500 µcdで規定され、最大値は規定されていません。このパラメータは、人間の目で知覚される光出力を表し、CIE明所視応答曲線に合わせてフィルタリングされたセンサーを使用して測定されます。

Theピーク発光波長（λp）は標準的に468 nmであり、可視スペクトルの青色領域に出力があります。スペクトル線半値幅（Δλ）は25 nmであり、スペクトル純度または発光される波長の広がりを示します。主波長（λd）は470 nmから475 nmの間であり、光の知覚される色を表します。光度マッチング比は、同一表示エリア内のLED間で最大2:1であり、マトリックス全体の輝度の許容可能な均一性を保証します。

2.2 電気的特性

主要な電気的パラメータは、順電圧（VF）であり、試験電流20mAにおいてチップあたり3.3V（最小）から3.6V（最大）の範囲です。これは、適切な電流制限抵抗または駆動回路を選択するための重要な設計パラメータです。逆電流（IR）は、逆電圧（VR）5Vを印加した場合、最大100 µAと規定されています。この逆電圧条件は試験目的のみであり、デバイスは逆バイアス下での連続動作を想定していないことに注意することが極めて重要です。

2.3 絶対最大定格と熱的考慮事項

これらの定格は、それを超えると永久的な損傷が発生する可能性のある応力限界を定義します。連続順電流は、25°Cでチップあたり20mAであり、温度上昇に伴い0.21 mA/°Cで直線的に低下します。ピーク順電流は100mAですが、パルス条件（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのみです。チップあたりの最大消費電力は70 mWです。デバイスの動作および保管温度範囲は-35°Cから+85°Cです。静電気放電（ESD）耐圧は2000V（人体モデル）であり、適切な取り扱い手順を必要とする中程度の感度を示しています。

3. 機械的・パッケージ情報

3.1 寸法と公差

デバイスのマトリックス高さは1.2インチ（30.42 mm）です。すべてのパッケージ寸法はミリメートルで提供されています。特に指定がない限り、一般的な公差は±0.25 mmです。ピン先端シフト公差が±0.5 mmであるという特定の注記があり、これはPCBフットプリント設計と自動組立にとって重要です。

3.2 ピン接続と内部回路

表示器は14ピン構成です。内部回路図は、マルチプレックスされたマトリックス構造を明らかにしています。ピンは、行1から7のアノードと列1から5のカソードに割り当てられています。このX-Y選択アーキテクチャにより、対応する行（アノード）と列（カソード）ラインをアクティブにすることで任意の単一ドット（LED）を制御でき、直接駆動方式と比較して必要な駆動ピン数を大幅に削減します。

4. はんだ付けおよび組立ガイドライン

データシートでは、最大はんだ付け温度260°C、最大持続時間5秒（実装面から1.6mm（1/16インチ）下で測定）が規定されています。これは、スルーホール部品の典型的なリフローはんだ付けプロファイル制約です。過度の熱応力によるLEDチップまたはプラスチックパッケージへの損傷を防ぐため、この制限を遵守する必要があります。

5. 静電気放電（ESD）保護

ESD感度定格を考慮し、静電気やサージによる損傷を防ぐために厳格な取り扱いプロトコルが推奨されます。これには以下が含まれます：導電性リストストラップまたは帯電防止手袋の使用；すべての機器、作業台、保管ラックが適切に接地されていることを確認；取り扱いおよび保管中にプラスチックレンズ表面に蓄積する可能性のある静電荷を中和するためのイオンブロワーの使用。

6. アプリケーション提案

6.1 典型的なアプリケーションシナリオ

この表示器は、1行または数文字の情報を必要とするアプリケーションに理想的です。一般的な用途には、機械の状態インジケータ、試験装置のシンプルな表示、基本的な民生電子機器の表示パネル、および積み重ね可能な設計のため、より大きな複数文字メッセージボードの構成要素としての使用が含まれます。

6.2 設計上の考慮事項

駆動回路：行と列をマルチプレックスするには、マイクロコントローラまたは専用の表示駆動ICが必要です。駆動器は必要な電流（通常セグメントあたり10-20mA）を供給し、順方向電圧降下（約3.6V）を扱えなければなりません。動作電流を設定するために、各行または列ラインに電流制限抵抗が不可欠です。
電源：供給電圧はLEDの順電圧よりも高くなければなりません。5V電源が一般的で、残りの電圧をドロップするために抵抗が使用されます。
視野角：単一平面の広視野角設計は、表示器が中心から外れた位置から見られる可能性のあるアプリケーションに有益です。
環境：規定された動作温度範囲は、屋内および多くの産業環境の両方に適しています。

7. 技術比較と差別化

白熱灯や真空蛍光表示管（VFD）などの古い技術と比較して、このLEDマトリックスは、固体式構造により、大幅に低い消費電力、長い寿命、優れた耐衝撃性・耐振動性を提供します。LED表示器カテゴリ内では、InGaN青色チップの使用により、より一般的な赤色GaAsPまたはGaP LEDとは異なる色の選択肢を提供します。5x7フォーマットは英数字生成の標準であり、解像度とピン数の間の良好なバランスを提供します。そのスルーホールパッケージは、表面実装の代替品と区別され、試作、ホビイストプロジェクト、または手動はんだ付けが関与する可能性のあるアプリケーションにより適しています。

8. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: 2:1の光度マッチング比の目的は何ですか？
A: この比率は、同じ駆動条件下で、表示器内の最も明るいドットが最も暗いドットの2倍以上明るくならないことを保証します。これは、すべての文字とセグメントで均一な外観を達成し、一部のドットが他よりも明らかに暗くまたは明るく見えるのを防ぐために重要です。

Q: 3.3Vのマイクロコントローラピンで直接この表示器を駆動できますか？
A: いいえ。標準的な順電圧（3.6V）は3.3Vよりも高いです。より高い電源（例：5V）から供給される駆動回路（トランジスタアレイなど）が必要になります。マイクロコントローラのピンは、これらの駆動トランジスタを制御します。

Q: 逆電圧が試験専用であると指定されている注記があるのはなぜですか？
A: LEDはダイオードであり、高い逆電圧をブロックするようには設計されていません。非常に低い閾値（多くの場合わずか数ボルト）を超える連続的な逆バイアスを印加すると、破壊を引き起こしデバイスを損傷する可能性があります。5Vの試験条件は、制御された非動作ストレス下でのリーク電流（IR）を測定するために使用されます。

Q: 複数文字表示はどのように作成しますか？
A: 表示器は水平方向に積み重ね可能です。これは、複数のユニットをPCB上に並べて配置できることを意味します。それらのピン配置は、隣接するユニットからの対応する行と列のラインを並列に接続できるように設計されており、すべての行を同時に走査しながら各位置の列データを順次送信することで、単一の駆動回路が一連の文字を制御できるようにします。

9. 実践的な設計と使用例

例：シンプルな温度表示の設計設計者は、組み込みコントローラで2桁の温度（例：25）を表示する必要があります。彼らは2つのLTP-1557TBE表示器を使用します。マイクロコントローラは、温度センサーの値を数字2と5のASCIIコードに変換するようにプログラムされます。これらのコードは、マイクロコントローラのメモリに格納されたルックアップテーブルを使用して、各文字の点灯ドットの特定のパターンに変換されます。マイクロコントローラのI/Oピンは、おそらく外部の電流シンクドライバ（列用のULN2003アレイなど）と電流ソースドライバ（行用のトランジスタなど）を介して、表示器をマルチプレックスします。両方の表示器の行1をアクティブにしながら各文字のその行の列パターンを設定し、次に行2、というように行7まで高速にサイクルします。これは人間の目が知覚できるよりも速く起こり、安定した文字の錯覚を作り出します。グレーの面と白いドットは、意図された環境の環境光の中で良好な視認性を保証します。

10. 動作原理の紹介

基本的な動作原理は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスに基づいています。ダイオードのオン閾値（順電圧、VF）を超える順方向バイアス電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が活性領域（接合部）に注入されます。ここで、それらは再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。使用される特定の材料—この場合はInGaN—は、バンドギャップエネルギー、したがって放出される光の波長（色）を決定し、これは青色スペクトルです。5x7マトリックス配置は、35個の個別のLEDチップ（ダイ）が一緒にパッケージ化され、外部接続を最小限に抑えるために行-列マトリックスで相互接続される実用的な実装です。

11. 技術トレンドと発展

この特定のスルーホール、ディスクリートLEDマトリックスは成熟した安定した技術を表していますが、表示技術のより広い分野は進化し続けています。トレンドには、自動組立とより小さなフォームファクタのための表面実装デバイス（SMD）パッケージへの移行が含まれます。また、高密度マトリックスと、赤、緑、青のチップを単一ピクセルに統合する高度なパッケージング技術を使用したフルカラーRGB表示への移行もあります。さらに、基礎となるLEDチップ技術では、効率（電気入力ワットあたりのより多くの光出力）と信頼性の継続的な改善が見られます。しかし、基本的な5x7英数字フォーマットは、高解像度や色が必要とされない無数のシンプルでコスト効率が良く信頼性の高い表示アプリケーションにおいて、関連性を保ち続けています。