LTP-1557TBE 5x7 도트 매트릭스 블루 LED 디스플레이 데이터시트 - 1.2인치 높이 - 3.6V 순방향 전압 - InGaN 블루 칩 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-1557TBE는 명확하고 신뢰할 수 있는 문자 출력이 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고체 상태의 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 부품의 핵심 기능은 개별적으로 어드레싱 가능한 발광 다이오드(LED)의 격자를 통해 일반적으로 ASCII 또는 EBCDIC 코드화된 문자와 같은 데이터를 시각적으로 표현하는 것입니다. 이 구성 요소의 주요 시장은 단순하고 내구성이 있으며 저전력 디스플레이 솔루션이 필요한 산업용 제어판, 계측기, 판매 시점 단말기 및 다양한 임베디드 시스템을 포함합니다.

이 장치의 핵심 장점은 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 블루 LED 칩을 사용한다는 점에 있습니다. 이 반도체 기술은 우수한 발광 효율과 독특한 블루 색상을 제공합니다. 디스플레이는 대비와 가독성을 향상시키는 흰색 도트가 있는 회색 면을 특징으로 합니다. 그 유용성에 기여하는 주요 특징은 낮은 전력 요구 사항, 단일 평면 설계로 인한 넓은 시야각, 움직이는 부품이 없는 고체 상태의 신뢰성, 그리고 다중 문자 디스플레이를 위해 수평으로 쌓을 수 있는 능력입니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 주변 온도(Ta) 25°C의 특정 테스트 조건에서 정의됩니다. 평균 발광 강도(Iv)는 LED 칩당 순방향 전류(IF) 10mA로 구동될 때 최소 5400 µcd, 일반값 13500 µcd로 지정되며 최대값은 명시되지 않았습니다. 이 파라미터는 CIE 명시 응답 곡선과 일치하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정된, 인간의 눈이 인지하는 광 출력을 나타냅니다.

피크 방출 파장(λp)는 일반적으로 468 nm로, 가시 스펙트럼의 청색 영역에 출력을 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)는 25 nm로, 방출되는 파장의 스펙트럼 순도 또는 확산을 나타냅니다. 주 파장(λd)는 470 nm에서 475 nm 사이로, 빛의 인지된 색상을 나타냅니다. 발광 강도 매칭 비율은 동일한 디스플레이 영역 내 LED에 대해 최대 2:1로 지정되어 매트릭스 전체에 걸쳐 허용 가능한 밝기 균일성을 보장합니다.

2.2 전기적 특성

핵심 전기적 파라미터는 순방향 전압(VF)으로, 테스트 전류 20mA에서 칩당 3.3V(최소)에서 3.6V(최대) 범위입니다. 이는 적절한 전류 제한 저항 또는 구동 회로를 선택하기 위한 중요한 설계 파라미터입니다. 역방향 전류(IR)는 역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 100 µA로 지정됩니다. 이 역방향 전압 조건은 테스트 목적으로만 사용되며, 장치는 역방향 바이어스 하에서 연속 작동하도록 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열 고려사항

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 연속 순방향 전류는 25°C에서 칩당 20mA이며, 온도가 상승함에 따라 0.21 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 피크 순방향 전류는 100mA이지만 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 최대 전력 소산은 칩당 70 mW입니다. 장치는 작동 및 저장 온도 범위가 -35°C에서 +85°C로 정격되어 있습니다. 정전기 방전(ESD) 임계값은 2000V(인체 모델)로, 적절한 취급 절차가 필요한 중간 수준의 민감도를 나타냅니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 치수 및 공차

이 장치는 매트릭스 높이가 1.2인치(30.42 mm)입니다. 모든 패키지 치수는 밀리미터 단위로 제공됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25 mm입니다. 특별 참고 사항으로 핀 끝 이동 공차가 ±0.5 mm임을 언급하며, 이는 PCB 풋프린트 설계 및 자동화 조립에 중요합니다.

3.2 핀 연결 및 내부 회로

디스플레이는 14핀 구성입니다. 내부 회로도는 멀티플렉싱된 매트릭스 구조를 보여줍니다. 핀은 1행부터 7행까지의 애노드와 1열부터 5열까지의 캐소드에 할당됩니다. 이 X-Y 선택 아키텍처는 해당 행(애노드)과 열(캐소드) 라인을 활성화하여 단일 도트(LED)를 제어할 수 있게 하여, 직접 구동 방식에 비해 필요한 구동 핀 수를 크게 줄입니다.

4. 납땜 및 조립 가이드라인

데이터시트는 최대 납땜 온도를 260°C, 최대 지속 시간을 5초로 지정하며, 이는 장착 평면 아래 1.6mm(1/16인치)에서 측정됩니다. 이는 스루홀 구성 요소에 대한 일반적인 리플로우 납땜 프로파일 제약 조건입니다. 과도한 열 응력으로 인한 LED 칩 또는 플라스틱 패키지 손상을 방지하기 위해 이 한계를 준수하는 것이 필요합니다.

5. 정전기 방전(ESD) 보호

ESD 민감도 등급을 고려할 때, 정전기 또는 서지로 인한 손상을 방지하기 위해 엄격한 취급 프로토콜을 권장합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다: 도전성 손목 스트랩 또는 방전 장갑 사용; 모든 장비, 작업대 및 보관 랙이 적절하게 접지되었는지 확인; 그리고 취급 및 보관 중 플라스틱 렌즈 표면에 축적될 수 있는 정전하를 중화시키기 위해 이온 블로어 사용.

6. 응용 제안

6.1 일반적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 단일 라인 또는 몇 개의 문자 정보가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 기계의 상태 표시기, 테스트 장비의 단순한 판독값, 기본 소비자 가전 제품의 디스플레이 패널, 그리고 쌓을 수 있는 설계 덕분에 더 큰 다중 문자 메시지 보드의 구성 요소로 사용됩니다.

6.2 설계 고려사항

구동 회로:행과 열을 멀티플렉싱하려면 마이크로컨트롤러 또는 전용 디스플레이 구동 IC가 필요합니다. 구동기는 필요한 전류(일반적으로 세그먼트당 10-20mA)를 공급하고 순방향 전압 강하(~3.6V)를 처리해야 합니다. 작동 전류를 설정하기 위해 각 행 또는 열 라인에 전류 제한 저항이 필수적입니다.
전원 공급:공급 전압은 LED 순방향 전압보다 높아야 합니다. 5V 공급이 일반적이며, 나머지 전압을 강하시키기 위해 저항이 사용됩니다.
시야각:단일 평면, 넓은 시야각 설계는 디스플레이가 중심에서 벗어난 위치에서 볼 수 있는 응용 분야에 유리합니다.
환경:지정된 작동 온도 범위는 실내 및 많은 산업 환경 모두에 적합하게 만듭니다.

7. 기술 비교 및 차별화

백열등 또는 진공 형광 디스플레이(VFD)와 같은 오래된 기술과 비교할 때, 이 LED 매트릭스는 고체 상태 구조 덕분에 상당히 낮은 전력 소비, 더 긴 수명 및 우수한 충격 및 진동 저항성을 제공합니다. LED 디스플레이 범주 내에서 InGaN 블루 칩의 사용은 더 일반적인 적색 GaAsP 또는 GaP LED와 비교하여 다른 색상 옵션을 제공합니다. 5x7 형식은 영숫자 문자 생성의 표준으로, 해상도와 핀 수 사이의 좋은 균형을 제공합니다. 스루홀 패키지는 표면 실장 대안과 차별화되어, 프로토타이핑, 취미 프로젝트 또는 수동 납땜이 포함될 수 있는 응용 분야에 더 적합합니다.

8. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 2:1 발광 강도 매칭 비율의 목적은 무엇입니까?
A: 이 비율은 동일한 구동 조건에서 디스플레이의 가장 밝은 도트가 가장 어두운 도트보다 두 배 이상 밝지 않도록 보장합니다. 이는 모든 문자와 세그먼트에 걸쳐 균일한 외관을 달성하고, 일부 도트가 다른 도트보다 눈에 띄게 더 어둡거나 밝게 나타나는 것을 방지하는 데 중요합니다.

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러 핀으로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?
A: 아니요. 일반적인 순방향 전압(3.6V)은 3.3V보다 높습니다. 더 높은 전압 공급(예: 5V)으로 구동되는 구동 회로(트랜지스터 어레이와 같은)가 행/열을 스위칭하기 위해 필요합니다. 마이크로컨트롤러 핀은 이러한 구동 트랜지스터를 제어하게 됩니다.

Q: 역방향 전압이 테스트 전용이라는 참고 사항이 있는 이유는 무엇입니까?
A: LED는 다이오드이며 높은 역방향 전압을 차단하도록 설계되지 않았습니다. 매우 낮은 임계값(종종 몇 볼트에 불과함) 이상의 연속 역방향 바이어스를 인가하면 항복이 발생하여 장치가 손상될 수 있습니다. 5V 테스트 조건은 제어된 비작동 응력 하에서 누설 전류(IR)를 측정하는 데 사용됩니다.

Q: 다중 문자 디스플레이는 어떻게 만듭니까?
A: 디스플레이는 "수평으로 쌓을 수 있습니다." 이는 PCB에 여러 유닛을 나란히 배치할 수 있음을 의미합니다. 핀아웃은 인접한 유닛의 해당 행 및 열 라인을 병렬로 연결할 수 있도록 설계되어, 단일 구동 회로가 모든 행을 동시에 스캔하면서 각 위치에 대한 열 데이터를 순차적으로 전송하여 일련의 문자를 제어할 수 있게 합니다.

9. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 간단한 온도 판독값 설계.설계자는 임베디드 컨트롤러에 두 자리 온도(예: "25")를 표시해야 합니다. 그들은 두 개의 LTP-1557TBE 디스플레이를 사용할 것입니다. 마이크로컨트롤러는 온도 센서 값을 숫자 '2'와 '5'에 대한 ASCII 코드로 변환하도록 프로그래밍됩니다. 이 코드는 마이크로컨트롤러 메모리에 저장된 룩업 테이블을 사용하여 각 문자에 대해 점등된 도트의 특정 패턴으로 변환됩니다. 마이크로컨트롤러의 I/O 핀(열에 대한 ULN2003 어레이와 같은 외부 전류 싱크 구동기 및 행에 대한 트랜지스터와 같은 전류 소스 구동기를 통해)이 디스플레이를 멀티플렉싱할 것입니다. 이는 두 디스플레이의 1행을 활성화하면서 각 문자에 대한 해당 행의 열 패턴을 설정한 다음, 2행, 그리고 7행까지 빠르게 순환합니다. 이는 인간의 눈이 인지할 수 있는 것보다 빠르게 발생하여 안정적인 문자의 착시를 만듭니다. 회색 면과 흰색 도트는 의도된 환경의 주변광에서 우수한 가독성을 보장합니다.

10. 동작 원리 소개

기본 동작 원리는 반도체 p-n 접합의 전계 발광을 기반으로 합니다. 다이오드의 턴온 임계값(순방향 전압, VF)을 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역(접합)으로 주입됩니다. 여기서 그들은 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 이 경우 사용된 특정 재료인 InGaN은 밴드갭 에너지를 결정하고, 따라서 청색 스펙트럼에 있는 방출된 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 5x7 매트릭스 배열은 35개의 개별 LED 칩(다이)이 함께 패키징되고 외부 연결을 최소화하기 위해 행-열 매트릭스로 상호 연결되는 실용적인 구현입니다.

11. 기술 동향 및 발전

이 특정 스루홀, 이산 LED 매트릭스는 성숙하고 안정된 기술을 나타내지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 분야는 계속 발전하고 있습니다. 동향에는 자동화 조립 및 더 작은 폼 팩터를 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지로의 이전이 포함됩니다. 또한 더 높은 밀도의 매트릭스와 적색, 녹색, 청색 칩을 단일 픽셀로 통합하는 고급 패키징 기술을 사용한 풀컬러 RGB 디스플레이로의 이동도 있습니다. 더 나아가, 기본 LED 칩 기술은 효율성(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)과 신뢰성에서 지속적인 개선을 보입니다. 그러나 기본적인 5x7 영숫자 형식은 고해상도 또는 색상이 필요하지 않은 수많은 단순하고 비용 효율적이며 신뢰할 수 있는 디스플레이 응용 분야에서 여전히 관련성을 유지합니다.