LTP-747KY LED 도트 매트릭스 디스플레이 데이터시트 - 0.7인치 디지트 높이 - AlInGaP 앰버 옐로우 - 2.6V 순방향 전압 - 25mW 전력 소산 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-747KY는 선명하고 가독성 있는 영숫자 또는 기호 문자 출력이 필요한 응용 분야를 위해 설계된 소형 고성능 5x7 도트 매트릭스 LED 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 주요 기능은 전자 장치에서 시각적 정보를 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 LED 칩에 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용한다는 점으로, 이는 기존의 표준 GaAsP와 같은 기술에 비해 우수한 효율성과 색 순도를 제공합니다. 목표 시장에는 산업용 제어 패널, 계측기, 의료 장비, 소비자 가전 및 신뢰할 수 있는 저전력 정보 디스플레이가 필요한 임베디드 시스템이 포함됩니다.

이 디스플레이는 0.7인치(17.22mm)의 디지트 높이를 특징으로 하여 탁월한 가독성을 제공합니다. 연속적이고 균일한 세그먼트로 특징지어져 일관되고 전문적인 문자 외관을 보장합니다. 데이터시트에서 강조하는 주요 판매 포인트는 낮은 전력 요구 사항, 높은 밝기와 대비, 넓은 시야각, 그리고 다양한 환경에서 긴 작동 수명과 내구성으로 이어지는 솔리드 스테이트 신뢰성입니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 광전 특성

광전 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 주변 온도(T_A) 25°C에서 측정된 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 평균 광도(I_V):이 파라미터는 각 점등된 도트의 인지된 밝기를 정의합니다. I_P=32mA, 1/16 듀티 사이클의 테스트 조건에서 전형적인 값은 3400 µcd(마이크로칸델라)입니다. 지정된 최소값은 1650 µcd입니다. 측정을 위해 1/16 듀티 사이클을 사용하는 것은 멀티플렉싱 디스플레이의 표준이며, 활성 시간 슬라이스 동안의 피크 전류를 나타냅니다.
• 파장 특성:
  • 최대 발광 파장(λ_p):595 nm. 이는 광 출력이 최대가 되는 파장으로, 가시 스펙트럼의 앰버-옐로우 영역에 확실히 위치합니다.
  • 주 파장(λ_d):592 nm. 이는 LED의 인지된 색상을 인간의 눈에 가장 잘 맞추는 단일 파장으로, 최대 파장보다 약간 낮습니다.
  • 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm. 이는 스펙트럼 순도 또는 최대 파장 주변의 방출된 빛의 확산을 나타냅니다. 15 nm의 값은 상대적으로 좁아서 채도 높은 순수한 앰버-옐로우 색상에 기여합니다.
• 광도 매칭 비율(I_V-m):최대 2:1. 이는 디스플레이 균일성을 위한 중요한 파라미터입니다. 어레이에서 가장 어두운 도트의 밝기가 가장 밝은 도트의 밝기의 절반 이상이 되도록 지정하여, 문자의 모든 세그먼트에 걸쳐 일관된 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 사양은 안전하고 신뢰할 수 있는 사용을 위한 작동 한계와 조건을 정의합니다.

• 도트당 순방향 전압(V_F):일반적으로 2.6V, 순방향 전류(I_F) 20mA에서 최대 2.6V입니다. 최소값은 2.05V입니다. 이 전압은 상대적으로 낮아 저전력 소비 주장에 기여합니다.
• 도트당 역전류(I_R):역전압(V_R) 5V에서 최대 100 µA. 이는 LED가 역바이어스되었을 때의 누설 전류 수준을 나타냅니다.
• 전류 등급:
  • 도트당 피크 순방향 전류:60 mA (절대 최대값).
  • 도트당 평균 순방향 전류:13 mA (25°C에서 절대 최대값). 이 등급은 25°C 이상에서 0.17 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 즉, 과열을 방지하기 위해 허용되는 연속 전류가 온도 상승에 따라 감소함을 의미합니다.
• 도트당 평균 전력 소산:25 mW (절대 최대값). 이는 각 개별 LED 도트가 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.

2.3 열 및 환경 등급

이 파라미터들은 다양한 작동 조건에서 장치의 견고성을 보장합니다.

• 작동 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 이 넓은 범위는 혹한에서 뜨거운 산업 환경에 이르기까지 가혹한 환경에서 사용하기에 적합합니다.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 솔더링 온도:이 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 거리에서 260°C의 솔더링 온도를 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정을 위한 표준 사양입니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 물리적 치수

데이터시트에는 상세한 패키지 치수 도면이 포함되어 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 공차 ±0.25mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 전체 크기, 핀 간격 및 세그먼트 창 치수는 이 도면에 정의되어 있으며, 이는 PCB(인쇄 회로 기판) 레이아웃 및 제품 외장에의 기계적 통합에 중요합니다.

3.2 핀 연결 및 내부 회로

이 장치는 12핀 구성입니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 1 (애노드 컬럼 1), 핀 2 (캐소드 로우 3), 핀 3 (애노드 컬럼 2), 핀 4 (캐소드 로우 5), 핀 5 (캐소드 로우 6), 핀 6 (캐소드 로우 7), 핀 7 (애노드 컬럼 4), 핀 8 (애노드 컬럼 5), 핀 9 (캐소드 로우 4), 핀 10 (애노드 컬럼 3), 핀 11 (캐소드 로우 2), 핀 12 (캐소드 로우 1).

내부 회로도가 제공되며, 이는 35개 LED(5열 x 7행)의 매트릭스 배열을 보여줍니다. 각 열은 공통 애노드 연결을 가지고 있으며, 각 행은 공통 캐소드 연결을 가집니다. 이 매트릭스 구조는 멀티플렉싱의 기초로, 단 12개의 핀으로 35개의 개별 도트를 제어할 수 있어 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 라인을 크게 줄입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 전기/광학 특성 곡선을 참조합니다. 제공된 텍스트에 구체적인 그래프가 상세히 설명되어 있지는 않지만, 이러한 장치의 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):이 그래프는 LED에 걸린 전압과 결과 전류 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 전류 제한 회로 설계에 필수적입니다.
• 상대 광도 대 순방향 전류:이 곡선은 LED의 밝기가 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지 설명합니다. 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만 더 높은 전류에서 포화됩니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:이 그래프는 광 출력의 열적 감소를 보여줍니다. 온도가 증가함에 따라 LED의 발광 효율은 일반적으로 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 지정된 15 nm 반폭으로 595 nm를 중심으로 한 종 모양의 곡선을 보여줍니다.

이 곡선들은 엔지니어가 특정 작동 온도에서 원하는 밝기, 효율 및 수명을 위해 구동 조건을 최적화하는 데 중요합니다.

5. 응용 제안

5.1 일반적인 응용 시나리오

LTP-747KY는 소형, 다중 디지트 숫자 또는 제한된 영숫자 디스플레이가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 예시는 다음과 같습니다:

• 테스트 및 측정 장비:디지털 멀티미터, 주파수 카운터, 판독값 표시용 전원 공급 장치.
• 산업 제어:기계의 온도, 압력, 유량 또는 공정 변수 표시용 패널 미터.
• 소비자 가전:오디오 장비(예: 튜너 주파수), 주방 가전 또는 구형 전자 장난감용 디스플레이.
• 의료 기기:신뢰성이 가장 중요한 모니터 또는 진단 장비의 간단한 파라미터 디스플레이.

5.2 설계 고려사항

• 구동 회로:매트릭스 구성으로 인해 디스플레이는 멀티플렉싱되어야 합니다. 이는 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높은 주파수(일반적으로 >100Hz)로 열과 행을 스캔할 수 있는 마이크로컨트롤러 또는 전용 드라이버 IC가 필요합니다. 각 열 애노드는 순차적으로 구동되는 반면, 적절한 행 캐소드는 원하는 도트를 점등시키기 위해 낮은 전위로 당겨집니다.
• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 각 열 또는 행 라인(구동 토폴로지에 따라)에 필수적이며, 도트당 순방향 전류가 절대 최대 등급, 특히 피크 전류를 초과하지 않도록 보장합니다. 계산은 멀티플렉싱 듀티 사이클(예: 5열 매트릭스의 경우 1/5)을 고려해야 합니다.
• 전력 소산:디스플레이의 총 전력 소산은 동시에 점등된 도트 수, 순방향 전압 및 전류를 기반으로 계산되어야 합니다. 최대 등급 근처 또는 높은 주변 온도에서 작동하는 경우 적절한 열 관리를 보장하십시오.
• 시야각:넓은 시야각은 디스플레이가 축외 위치에서 볼 수 있는 응용 분야에 유리합니다.

6. 기술 비교 및 차별화

LTP-747KY의 주요 차별화 요소는 불투명 GaAs 기판 위에 AlInGaP LED 기술을 사용한다는 점입니다. 기존의 적색 GaAsP LED와 비교하여, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하며, 이는 동일한 전기 입력 전력에 대해 더 밝은 출력을 의미합니다. 앰버-옐로우 색상(592-595 nm)은 우수한 가시성을 제공하며, 저조도 조건에서 순수한 적색보다 눈에 더 편안한 것으로 간주되는 경우가 많습니다. 흰색 도트가 있는 회색 면은 디스플레이의 비활성 영역에서 반사된 주변광을 줄여 대비를 향상시켜 가독성을 더욱 개선합니다. 광도 분류(빈닝)는 예측 가능한 최소 밝기 수준을 보장하며, 이는 밝기가 더 넓게 변할 수 있는 비분류 부품에 비해 장점입니다.

7. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 평균 순방향 전류 등급(13mA)이 테스트 조건 전류(V_F 측정용 20mA)보다 낮은 이유는 무엇입니까?

A: 20mA 테스트 조건은 순방향 전압과 같은 파라미터를 측정하기 위한 표준 지점입니다. 13mA 절대 최대 등급은 장기적인 신뢰성을 보장하고 전력 소산 한계 내에 머물도록 정상 작동 조건에서 도트당 허용되는 최고 연속 전류입니다. 멀티플렉싱 응용에서 활성 시간 슬라이스 동안의 순간 전류는 더 높을 수 있지만(예: I_V 테스트에 따른 32mA), 전체 사이클에 걸친 평균은 13mA를 초과해서는 안 됩니다.

Q: 광도 테스트 조건에서 "1/16 듀티"는 무엇을 의미합니까?

A: 이는 각 특정 도트가 전체 스캔 사이클 시간의 1/16 동안만 활성 전원이 공급되는 멀티플렉싱 모드로 디스플레이가 구동되었음을 나타냅니다. 광도는 그 활성 펄스 동안 측정됩니다. 이는 멀티플렉싱 디스플레이의 실제 작동 조건을 모방합니다.

Q: 2:1 광도 매칭 비율을 어떻게 해석해야 합니까?

A: 이는 품질 관리 파라미터입니다. 이는 단일 디스플레이 유닛 내에서 가장 어두운 도트가 가장 밝은 도트의 밝기의 최소 절반이 될 것임을 의미합니다. 더 낮은 비율(1:1에 가까울수록)은 더 나은 균일성을 나타냅니다. 2:1 비율은 많은 응용 분야에서 허용 가능하며, 문자가 고르게 점등되어 나타나도록 보장합니다.

8. 실용적 설계 및 사용 사례

LTP-747KY를 사용하여 간단한 4자리 온도계를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 온도 센서를 읽고, 값을 BCD(이진화 십진법) 또는 사용자 정의 폰트 맵으로 변환하고, 디스플레이를 구동하기 위해 마이크로컨트롤러가 필요합니다. LTP-747KY는 단일 디지트 모듈이므로 네 개의 유닛을 나란히 배치해야 합니다. 마이크로컨트롤러는 하나의 디스플레이를 직접 제어하기 위해 최소 12개의 I/O 핀이 필요합니다. 네 개의 디스플레이를 효율적으로 제어하기 위해(48핀), 멀티플렉싱 방식을 확장할 수 있습니다: 네 디스플레이의 열 라인을 병렬로 연결하고, 각 디스플레이에 대해 별도의 행 제어 라인이 필요하거나, 그 반대로 열과 디지트(모듈) 선택의 조합을 사용할 수 있습니다. 또는 SPI 또는 I2C와 같은 직렬 인터페이스를 가진 전용 LED 드라이버 IC를 사용하면 설계를 크게 단순화하고 마이크로컨트롤러 핀 수와 소프트웨어 복잡성을 줄일 수 있습니다. 전류 제한 저항은 공급 전압, LED 순방향 전압 및 도트당 원하는 평균 전류를 기반으로 계산되어야 하며, 멀티플렉싱 듀티 사이클(예: 4자리를 스캔하는 경우 자리당 듀티 사이클은 1/4)을 고려해야 합니다.

9. 동작 원리 소개

LTP-747KY는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리로 작동합니다. 다이오드의 문턱값(AlInGaP의 경우 약 2V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP LED에서 이 재결합은 주로 재료의 밴드갭 에너지에 해당하는 파장을 가진 광자(빛) 형태로 에너지를 방출하며, 이는 앰버-옐로우 범위(약 595 nm)로 설계되었습니다. 5x7 매트릭스 배열은 문자를 형성하기 위한 실용적인 구현입니다. 이 그리드 내에서 특정 도트를 선택적으로 점등함으로써 모든 숫자, 문자 또는 간단한 기호를 표시할 수 있습니다. 공통 애노드, 공통 캐소드 매트릭스 구성은 필요한 연결 핀 수를 최소화하는 토폴로지 설계로, 패키지를 더 작게 만들고 인터페이스 비용을 절감합니다.

10. 기술 동향 및 배경

LTP-747KY와 같은 개별 5x7 도트 매트릭스 디스플레이는 특정, 비용 민감 또는 레거시 설계에 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 통합 솔루션으로 이동했습니다. 현대 응용 분야는 종종 그래픽 OLED, TFT LCD 또는 전체 그래픽 기능, 더 넓은 색 영역 및 표준 디지털 버스를 통한 더 쉬운 인터페이싱을 제공하는 더 크고 고밀도의 LED 매트릭스 패널을 사용합니다. 그러나 잠재적으로 가혹한 환경에서 단순하고 밝으며 매우 신뢰할 수 있고 저전력 문자 출력만 필요한 응용 분야의 경우, 개별 LED 도트 매트릭스 모듈은 뚜렷한 장점을 제공합니다. 여기서 사용된 AlInGaP 기술은 적색, 주황색, 앰버 및 황색 LED를 위한 성숙하고 매우 효율적인 재료 시스템을 나타냅니다. 디스플레이 기술의 미래 발전은 소형화(마이크로 LED), 유연한 기판 및 더 높은 효율성에 초점을 맞추고 있지만, 매트릭스 디스플레이를 구동하기 위한 기본 작동 원리와 설계 고려사항은 대체로 일관되게 유지됩니다.