LTP-7357KS LEDドットマトリックス表示器データシート - 0.678インチ (17.22mm) 高さ - AlInGaP黄色 - 2.6V順電圧 - 70mW電力損失 - 技術文書

1. 製品概要

LTP-7357KSは、コンパクトな単一平面5x7ドットマトリックスLED表示モジュールです。その主な機能は英数字と記号を表示することで、限られたスペースで明確で読みやすい情報提示を必要とするアプリケーションに適しています。このデバイスの核心的な利点は、LEDチップにアルミニウムインジウムガリウムリン化物（AlInGaP）半導体技術を採用している点にあり、黄色スペクトルで効率的な発光を実現します。表示器はグレーの面と白いドットカラーを特徴とし、コントラストを高めて視認性を向上させています。その設計は、組込みシステム、産業用制御パネル、計測器、民生電子機器、および小型で信頼性の高いキャラクタ表示が必要とされるあらゆるアプリケーションを対象としています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 測光・光学特性

光学性能は表示器の機能性の中心です。デバイスは黄色波長領域で光を発します。典型的なピーク発光波長（λp）は588 nm、主波長（λd）は587 nmで、純粋な黄色調を示しています。スペクトル線半値幅（Δλ）は15 nmで、これは発光のスペクトル純度を表します。輝度の重要なパラメータは平均光度（Iv）であり、32mAパルス電流および1/16デューティサイクルの試験条件下で、最小630 μcdから最大1650 μcdの範囲です。同じ類似光エリアビン内のLEDに対して、2:1（最大対最小）の光度整合比が規定されており、表示マトリックス全体で許容可能な均一性を確保しています。

2.2 電気的特性と定格

電気的限界を理解することは、信頼性の高い動作にとって極めて重要です。絶対最大定格は、永久的な損傷が発生する可能性のある境界を定義します。LEDドットあたりの平均電力損失は70 mWを超えてはなりません。ドットあたりのピーク順電流は60 mAに制限され、ドットあたりの平均順電流は25°Cで25 mAと定格されており、周囲温度の上昇に伴い0.28 mA/°Cで直線的に低下します。任意のセグメントに印加できる最大逆電圧は5 Vです。順電流（If）20 mAで測定した任意のドットの順方向電圧（Vf）は、通常2.05 Vから2.6 Vの間にあります。逆電圧（Vr）5 Vが印加されたときの逆電流（Ir）は、100 μA以下であることが保証されています。

2.3 熱・環境仕様

このデバイスは、広い温度範囲にわたって堅牢な動作を行うように設計されています。動作温度範囲は-35°Cから+105°C、保管温度範囲も同様に規定されています。この広い範囲は、商業用および産業用環境の両方に適しています。平均順電流の低下曲線は、熱暴走を防ぐための重要な設計上の考慮事項です。周囲温度が25°Cを超えて上昇すると、許容連続電流はそれに応じて減少させなければなりません。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、製品が光度で分類されていることを示しています。これは、製造されたLEDを測定された光出力（光度）に基づいて異なるグループまたはビンに仕分けるビニングプロセスを指します。630 μcdから1650 μcdの指定強度範囲は、おそらく複数のビンを包含しています。設計者は特定のビンから部品を選択することで、システム内の複数の表示器間で一貫した輝度を確保できます。改訂履歴におけるビングレードを狭めるためのエポキシ比率調整に関する注記は、一貫性を向上させ、生産ロット内の光学パラメータのばらつきを減らす努力がなされたことを示唆しています。

4. 性能曲線分析

提供されたPDF抜粋は最終ページに典型的な電気的/光学的特性曲線について言及していますが、具体的なグラフはテキスト内容には含まれていません。通常、LED表示器のこのような曲線には以下が含まれます：

• 順電流対順電圧（I-V曲線）：電流と電圧の非線形関係を示し、定電流駆動回路の設計に不可欠です。
• 光度対順電流（L-I曲線）：光出力が電流とともにどのように増加するかを示し、所望の輝度と効率を得るための駆動条件の最適化に役立ちます。
• 光度対周囲温度：接合温度の上昇に伴う光出力の減少を示し、高温アプリケーションにおける熱管理に重要です。
• スペクトル分布：波長に対する相対強度をプロットしたグラフで、黄色発光のピークと形状を示します。

設計者は、特定の動作条件に対して正確な計算を行うために、グラフを含む完全なデータシートを参照する必要があります。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 物理寸法と公差

表示器のマトリックス高さは0.678インチ（17.22 mm）です。パッケージ図面（テキストでは参照されているが詳細はなし）には、全長、全幅、全高、リード間隔、シーティングプレーンが示されているでしょう。データシートからの主要な寸法上の注記には以下が含まれます：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、一般公差は±0.25 mmです。特定の改訂により、幅の公差は12.6mm ±0.1mmから12.6mm +0.18/-0.25mmに更新されました。ピン先端シフト公差は±0.4 mmです。追加の品質注記では、セグメント上の異物、インク汚染、曲がり、エポキシ内の気泡が制限されています。

5.2 ピン配置と接続図

このデバイスはX-Y（マトリックス）アドレッシング用に12ピン構成を持ちます。ピン接続は以下の通りです：ピン1：カソード列1、ピン2：アノード行3、ピン3：カソード列2、ピン4：アノード行5、ピン5：アノード行6、ピン6：アノード行7、ピン7：カソード列4、ピン8：カソード列5、ピン9：アノード行4、ピン10：カソード列3、ピン11：アノード行2、ピン12：アノード行1。内部回路図（3ページ参照）は5x7マトリックスを視覚的に表し、5つのカソード列と7つのアノード行が35個の個々のLEDドットをどのように相互接続しているかを示しています。

5.3 極性と向き

このデバイスは列ごとに共通カソード構成を使用しています。5つの列のそれぞれが共通カソード接続を持ち、7つの行のそれぞれが共通アノード接続を持ちます。特定のドットを点灯させるには、対応するカソード列をロー（グランド）に駆動し、対応するアノード行を電流制限付き電圧源でハイに駆動する必要があります。PCB実装時の適切な向きは、通常、パッケージ上のノッチ、ベベル、またはピン1インジケータで示されます。

6. はんだ付けと組立ガイドライン

データシートは特定のはんだ付け条件を提供しています：リードは、パッケージのシーティングプレーンの1/16インチ（約1.6 mm）下で測定して、260°Cのはんだごて温度に3秒間さらすことができます。これは、手はんだ付けやリワーク中の内部エポキシ、ワイヤボンド、半導体ダイへの熱損傷を防ぐための重要なパラメータです。ウェーブはんだ付けまたはリフローはんだ付けプロセスでは、最大定格を超えないピーク温度を持つ標準的な鉛フリー（RoHS準拠）プロファイルを使用する必要があります。デバイス自体は、RoHS指令に準拠した鉛フリーパッケージであることが確認されています。

7. 包装と発注情報

品番はLTP-7357KSです。KSサフィックスは、特定のビニングまたは光学特性を示している可能性があります。このような部品の標準的な包装は、通常、リードとウィンドウを損傷や静電気放電（ESD）から保護するための静電気防止チューブまたはトレイです。リールまたはチューブの数量は、メーカーまたは販売代理店に確認する必要があります。包装のラベルには、トレーサビリティのための品番、ロットコード、および日付コードが含まれます。

8. 応用提案

8.1 典型的な応用シナリオ

この表示器は、シンプルで低電力のキャラクタ読み出しを必要とするアプリケーションに理想的です。例としては、ネットワーク機器のステータスインジケータ、電源装置や試験装置のパラメータ表示、家電製品のシンプルなメッセージ表示、クロック表示、産業用制御における基本的なユーザーインターフェースパネルなどがあります。その横並び配置可能な特徴により、複数のユニットを並べて配置し、より長いメッセージやより大きな数値表示を形成することができます。

8.2 設計上の考慮事項と駆動回路

5x7マトリックスを駆動するには、マルチプレクシング方式が必要です。十分なI/Oピンを備えたマイクロコントローラ、または専用のLEDドライバIC（MAX7219など）が必要です。ドライバは5つの列を高速で順次切り替え、各列に対して適切な7つの行アノードを駆動しなければなりません。試験条件で言及されている1/16デューティサイクルは、一般的なマルチプレクシング比率です（列あたり1/5 × 何らかの持続係数）。ドライバは各LEDに連続DCではなく、パルス電流を供給する必要があります。マルチプレクシングデューティサイクル内で所望の輝度を達成するために、ドットあたりのピーク電流は平均定格よりも高くすることができますが、60mAの絶対最大値を超えてはなりません。順方向電圧と所望のパルス電流に基づいて、電流制限抵抗の慎重な計算が必要です。最大定格付近または高い周囲温度で動作する場合は、放熱対策が必要になる場合があります。

9. 技術比較と差別化

LTP-7357KSの主要な差別化要因は、黄色発光にAlInGaP技術を使用している点です。GaAsP（ガリウムヒ素リン化物）のような古い技術と比較して、AlInGaPはより高い効率、より優れた温度安定性、より一貫した色出力を提供します。グレーの面と白いドットの組み合わせは、消灯時にも高コントラストでグレアの少ない外観を提供し、これは多くのプロフェッショナルおよび民生アプリケーションにおいて、黒や透明の面よりも好ましいものです。広い動作温度範囲とソリッドステート構造は、過酷な環境において、真空蛍光表示器（VFD）や液晶表示器（LCD）などの他の表示技術と比較して信頼性の面で優位性を持たせていますが、グラフィカルピクセルマトリックスの柔軟性には欠けます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ピーク波長と主波長の違いは何ですか？

A: ピーク波長（λp）は、発光スペクトルの強度が最大となる波長です。主波長（λd）は、LEDの知覚される色に一致する単色光の単一波長です。このような狭いスペクトルの場合、それらは非常に近い値です（588nm対587nm）。

Q: 各LEDに一定のDC電流でこの表示器を駆動できますか？

A: 技術的には可能ですが、非常に非効率的であり、35個の個別の電流制限回路が必要になります。マルチプレクシング（走査）が標準的かつ実用的な方法であり、わずか12ピンで35個のLEDを制御することができます。

Q: 光度は1/16デューティサイクルで試験されています。これは私の設計にとって何を意味しますか？

A: これは輝度を規定するために使用される試験条件です。あなたのマルチプレクシング設計では、同様のデューティサイクル（例：列あたり1/5）を持つことになります。規定の輝度を達成するには、アクティブタイムスロット中のドライバのパルス電流を32mA（試験条件電流）に設定する必要があります。平均電流ははるかに低くなります。

Q: ヒートシンクは必要ですか？

A: 指定された平均電流と温度制限内での通常動作では、表示器自体に専用のヒートシンクは通常必要ありません。ただし、電源およびグランドトレースに十分な銅面積を持つ適切なPCBレイアウトは、放熱に役立ちます。高い周囲温度で最大定格で駆動する場合は、熱解析が推奨されます。

11. 実用的な設計と使用例

設定値と実際の温度表示を持つシンプルな温度コントローラを設計することを考えてみてください。2つのLTP-7357KS表示器を横並びに使用できます。マイクロコントローラは温度センサを読み取り、PID計算を実行し、ヒータリレーを駆動します。また、マルチプレクシング駆動回路を介して2つのLED表示器を駆動し、設定値と現在温度を表示します。黄色は様々な照明条件で容易に見えます。設計には、アノード行に電流制限抵抗を含める必要があります。ファームウェアは、キャラクタフォントマップ（数字、摂氏のCなどのASCIIコードを5x7パターンに変換）と、ちらつきを避けるのに十分な高さのレート（通常>60 Hz）で表示器をリフレッシュする走査ルーチンを実装しなければなりません。

12. 動作原理の紹介

LTP-7357KSは、半導体エレクトロルミネセンスに基づいています。AlInGaPチップ構造は、GaAs基板上に成長させた複数のエピタキシャル層で構成されています。ダイオードの閾値を超える順電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域に注入され、そこで再結合して光子（光）の形でエネルギーを放出します。アルミニウム、インジウム、ガリウム、リン化物の特定の合金組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが直接発光の波長（色）に対応します—この場合は黄色です。5x7マトリックスは、35個のこれらの個々のLEDチップによって形成され、マルチプレクシングによる独立制御を可能にするために、行と列の格子パターンで電気的に接続されています。

13. 技術トレンドと背景

LTP-7357KSのようなドットマトリックス表示器は、特定のコスト重視または低情報密度のアプリケーションでは依然として関連性がありますが、表示技術のより広範なトレンドは、より高い統合度と柔軟性に向かっています。グラフィカルOLEDおよびTFT-LCDモジュールはより手頃な価格になりつつあり、ピクセルアドレッシング可能なグラフィックスを提供します。しかし、シンプルで明るく、頑丈で、低電力のキャラクタ専用表示に関しては、LEDドットマトリックスは利点を保持しています。AlInGaPの使用は、古いLED材料に対する進歩を表し、より優れた性能を提供します。このニッチ分野における将来の開発は、さらなる高効率化、より広い視野角、統合ドライバ、およびより容易な組立のための表面実装パッケージに焦点を当てる可能性がありますが、基本的なマルチプレクシングマトリックスアプローチは確立されています。