LTP-2557KS 5x7 ドットマトリクスLEDディスプレイ データシート - 2インチ高 - AlInGaP イエロー - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTP-2557KSは、明確で読みやす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、1桁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）の格子状配列を通じて、ASCIIおよびEBCDICコード化された文字を視覚的に表現することです。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このデバイスは、システム設計者にいくつかの重要な利点を提供します。主な利点は、低消費電力であり、バッテリー駆動または省エネルギーを重視するアプリケーションに適しています。LED技術の固体信頼性は、フィラメントベースの表示器と比較して、長い動作寿命と衝撃・振動に対する耐性を保証します。広い視野角と単一平面構造は、様々な位置から一貫した視認性を提供します。また、水平方向に積み重ね可能であり、複数文字の表示器を作成することができます。最後に、RoHS指令に準拠した鉛フリーパッケージであるため、環境規制を考慮した現代の電子機器製造に適しています。ターゲット市場には、耐久性のある低消費電力の文字表示が必要な産業用制御パネル、計測器、試験装置、POS端末、その他の組み込みシステムが含まれます。

2. 技術仕様の詳細分析

このセクションでは、データシートに定義されているデバイスの主要な性能パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を提供します。

2.1 測光および光学的特性

この表示器は、イエローLEDチップにアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体材料を採用しています。この材料系は、琥珀色/黄色/赤色スペクトルにおいて高効率と良好な色純度で知られています。典型的なピーク発光波長（λp）は588 nmで、主波長（λd）は587 nmであり、明確に黄色領域に位置します。スペクトル線半値幅（Δλ）は15 nmであり、色純度に寄与する比較的狭いスペクトル帯域幅を示しています。

主要な輝度パラメータは、平均光度（Iv）です。32 mAのピーク電流と1/16デューティサイクルという指定された試験条件下では、光度は最小800 μcdから最大3600 μcdの範囲にあり、典型的な値が提供されています。データシートはまた、表示マトリクス全体の輝度均一性を測定する指標として、類似の光領域内のドット間の光度マッチング比を最大2:1と規定しています。

2.2 電気的パラメータ

電気的特性は、デバイスの動作限界と条件を定義します。絶対最大定格は安全な動作の境界を設定します：ドットあたり平均消費電力 70 mW, ドットあたりピーク順電流 60 mA、および25°Cにおけるドットあたり平均順電流 25 mA（温度上昇に伴い0.33 mA/°Cで直線的に減額）。最大ドットあたり逆電圧は 5 V.

です。典型的な動作条件下では、20 mAで駆動された場合の単一LEDドットの順電圧（Vf）は2.05Vから2.6Vの範囲です。逆電流（Ir）は、5Vの逆バイアスが印加された場合、最大100 μAと規定されています。動作および保管温度範囲は広く、-35°C から +105°C.

です。

2.3 熱的特性と半田付け平均順電流の減額曲線は重要な熱的パラメータであり、周囲温度が25°Cを超えて上昇すると、許容される最大連続電流が減少することを示しています。組み立てに関して、データシートは半田付け条件を規定しています：デバイスは、パッケージの装着面から1/16インチ（約1.59 mm）下の位置で測定して、260°Cで3秒間

に耐えることができます。これは標準的なリフロー半田付けプロファイルのガイドラインです。

3. ビニングシステムの説明データシートは、デバイスが光度で分類

されていることを示しています。これは、標準試験条件下で測定された光出力（Iv）に基づいてユニットを選別し、ラベル付けするビニングプロセスを意味します。設計者は、システム内の複数の表示器間で一貫した輝度を確保したり、アプリケーションの特定の輝度要件を満たしたりするために、ビンを選択することができます。提供されている光度範囲（800-3600 μcd）は、利用可能なビンの可能性を定義しています。

4. 性能曲線分析

• データシートは典型的な特性曲線を参照していますが、提供されたテキストでは具体的なプロットは詳細に説明されていません。通常、LED表示器のこのような曲線には以下が含まれます：順電流（If）対順電圧（Vf）曲線：
• 指数関数的関係を示し、電流制限回路の設計に不可欠です。光度（Iv）対順電流（If）曲線：
• 光出力が電流とともに最大定格までどのように増加するかを示します。光度（Iv）対周囲温度（Ta）曲線：
• 接合温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示し、熱管理にとって重要です。スペクトル分布曲線：

波長に対する相対強度をプロットしたグラフで、約588 nmでのピークと15 nmの半値幅を示します。

これらの曲線は、非標準条件下での性能予測と、堅牢な回路設計に不可欠です。

5. 機械的およびパッケージ情報LTP-2557KSはスルーホールパッケージです。マトリクスの高さは2インチ（50.8 mm）です。パッケージは、LEDがオフのときの最適なコントラストのために、グレーの表面と白いドット色

を備えています。詳細な寸法図は、14ピンのデュアルインチラインパッケージを示しています。特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.25 mmです。ピン先端シフト公差は±0.4 mmと規定されており、これはPCBの穴配置設計にとって重要です。

6. ピン接続と内部回路このデバイスは、XY選択方式の5x7アレイ

アーキテクチャを使用しています。内部回路図とピン接続表は、マルチプレックス設計を明らかにしています。ピンは特定のアノード行（1-7）とカソード列（1-5）に割り当てられています。このマルチプレクシングにより、必要な駆動ピン数が35（個別制御の場合）から12（7行 + 5列）に削減され、インターフェース回路が簡素化されます。ピンアウトは以下の通りです：ピン1：アノード行5、ピン2：アノード行7、ピン3：カソード列2、ピン4：カソード列3、ピン5：アノード行4、ピン6：カソード列5、ピン7：アノード行6、ピン8：アノード行3、ピン9：アノード行1、ピン10：カソード列4、ピン11：カソード列3（注：列3が2回出現しており、データシートの誤記の可能性が高い；一方は列1または別の列であるべき）、ピン12：アノード行4（ピン5の重複、誤記の可能性が高い）、ピン13：カソード列1、ピン14：アノード行2。この表の正しい解釈は、適切なPCBレイアウトと駆動ソフトウェアにとって極めて重要です。

7. 半田付けと組み立てガイド絶対最大定格に従い、推奨される半田付け条件は、パッケージ本体から1.59mm下の点で測定して、260°Cで3秒間

です。これは典型的な鉛フリーリフロープロファイルに適合します。LEDチップやプラスチックパッケージへの損傷を防ぐため、この温度や時間を超えないように注意する必要があります。取り扱い中は、半導体デバイスに対する標準的なESD（静電気放電）対策を遵守する必要があります。保管は、低湿度環境で指定された温度範囲-35°Cから+105°C内で行う必要があります。

8. アプリケーション提案

• 8.1 典型的なアプリケーションシナリオ産業用制御パネル：
• 設定値、ステータスコード、またはエラーメッセージの表示。試験・測定機器：
• 数値読み取り値またはチャネル識別子の表示。組み込みシステムプロトタイピング：
• マイクロコントローラの簡易出力として。レガシーシステムのアップグレード：

古い白熱灯または真空蛍光表示器の置き換え。

• 8.2 設計上の考慮事項駆動回路：
• ピーク電流（ドットあたり最大60 mA、ただしマルチプレクシングでは通常より低く駆動）を供給/吸収できるマルチプレクシング駆動回路（例：トランジスタアレイまたは専用LED駆動ICの使用）が必要です。電流制限：
• 供給電圧とLED順電圧に基づいて計算された、各列または各行の順電流を設定するために外部抵抗が必要です。リフレッシュレート：
• マルチプレクシング方式では、目に見えるちらつきを避けるために十分に高い走査速度（通常 >100 Hz）が必要です。電源：
• マルチプレクシング中のピーク電流要求に対応できる必要があります。ソフトウェア：

メモリに格納された文字フォントマップ（5x7ピクセル）と、文字を形成するために正しい行と列を順次アクティブにするルーチンが必要です。

9. 技術比較と差別化異なる技術を使用する現代の5x7ドットマトリクス表示器と比較して、AlInGaPイエローLEDは明確な利点を提供します。古い赤色GaAsP LEDと比較して、AlInGaPはより高い効率と明るい出力を提供します。標準的な緑色または青色GaN LED

と比較して、黄色は様々な周囲照明条件下で優れた視認性を提供し、注意またはステータスインジケータとしてしばしば選択されます。スルーホールパッケージは表面実装の代替品と差別化し、プロトタイピング、ホビイストプロジェクト、または機械的堅牢性のためにスルーホール実装が好まれるアプリケーションに適しています。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 光度試験条件における1/16デューティサイクルとはどういう意味ですか？

A: 各LEDドットが総測定サイクル時間のわずか1/16の間だけ点灯することを意味します。これは、16行システム（または5x7マトリクスの時間分割）において、任意の時点で1行のみがアクティブであるマルチプレックス駆動方式を代表しています。規定された光度は、全サイクルにわたる平均値です。

Q: この表示器をマルチプレクシングなしで一定のDC電流で駆動できますか？

A: 技術的には可能ですが、非常に非効率的であり、意図された使用法ではありません。35個すべてのドットを20 mAで連続駆動すると、合計700 mAの電流が必要となり、実用的な限界を超え、著しい発熱を引き起こします。マルチプレクシングが標準的かつ効率的な方法です。

Q: ピン接続表に重複（列3、行4）があります。これは誤りですか？

A: おそらく、このバージョンのデータシートの誤植です。標準的な5x7マトリクスでは、7つのユニークなアノード行ピンと5つのユニークなカソード列ピン、合計12のユニークな信号ピンに加えて、共通の電源ピンがあるはずです。物理的なピンアウト図が信頼できる情報源です。常にパッケージ図面で確認してください。

11. 設計および使用事例事例：マイクロコントローラベースの1桁表示。

設計者はArduinoマイクロコントローラを使用して数字0-9を表示します。7つのアノード行は、7つの電流制限抵抗（行ごとに1つ）を介してマイクロコントローラに接続されます。5つのカソード列は、5つのNPNトランジスタ（またはULN2003のようなトランジスタアレイIC）に接続され、そのベースはマイクロコントローラのピンで駆動されます。ソフトウェアは以下のループを実行します：1）1つのアノード行ピンをHIGHに設定（例：行1）、2）目的の文字のその行に必要なピクセルに応じて、対応する5つのカソード列ピンをLOW/HIGHに設定、3）短時間待機（例：2ms）、4）行1をオフにし、5）行2に移動してプロセスを繰り返します。これにより、すべての7行を高速に走査し、持続的な画像を作成します。点灯する各LEDの電流は、供給電圧（例：5V）、LED Vf（約2.3V）、および直列抵抗値によって決定されます：R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 オーム（標準の150オームを使用）。

12. 動作原理

LTP-2557KSは、マルチプレックスLEDマトリクスの原理で動作します。35個の個別のLEDドットは、7つの水平行（アノード）と5つの垂直列（カソード）の格子状に配置されています。行と列の交点にあるLEDは、その特定の行が正電圧（アノードハイ）に設定され、その特定の列がグランド（カソードロー）に接続されたときにのみ点灯します。一度に1行を順次アクティブにし、その行に対して適切な列を設定し、これを十分に高速（通常 >60 Hz）で行うことにより、人間の目は残像効果により安定した完全な文字を認識します。この方法により、必要な制御ラインの数が35から12に大幅に削減されます。

13. 技術トレンドと背景