LTP-1557AKA LED 도트 매트릭스 디스플레이 데이터시트 - 1.2인치(30.42mm) 높이 - AlInGaP 레드 오렌지 - 5x7 어레이 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-1557AKA는 명확하고 신뢰할 수 있는 문자 출력이 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 숫자/알파벳 디스플레이 모듈입니다. 그 핵심 기능은 개별적으로 제어 가능한 발광 다이오드(LED)의 격자를 통해 정보를 시각적으로 표현하는 것입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 장치는 다양한 산업 및 상업용 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 주요 이점으로는낮은 전력 요구사항이 있으며, 이는 배터리 구동 또는 에너지 민감 시스템에 필수적입니다. LED 기술의고체 상태 신뢰성은 필라멘트 기반 또는 기타 기계식 디스플레이에 비해 긴 작동 수명과 충격 및 진동 저항성을 보장합니다.단일 평면, 광시야각디자인은 다양한 위치에서 우수한 가시성을 제공하며, 이는 사용자 인터페이스에 매우 중요합니다. 마지막으로,표준 문자 코드(USASCII 및 EBCDIC)와의 호환성및수평 적층 가능성은 다중 숫자 디스플레이가 필요한 시스템으로의 통합을 단순화합니다. 내구성이 있고 가독성 있는 문자 출력이 필요한 계측 패널, 판매 시점(POS) 단말기, 산업 제어 시스템 및 테스트 장비가 대표적인 타겟 시장입니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션에서는 장치의 전기적, 광학적 및 물리적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 주변 온도(Ta) 25°C에서 정의됩니다. 이 장치는 LED 칩에AlInGaP (알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)반도체 재료를 사용하며, 이는 불투명한 GaAs 기판 위에 제작됩니다. 이 재료 선택은 적색-주황색 스펙트럼에서 높은 효율로 알려져 있습니다. 디스플레이는 대비를 위해 흰색 도트 색상의 회색 면을 가지고 있습니다.

• 평균 발광 강도(I_V): 최소 2100 μcd에서 전형적인 값 3800 μcd까지의 범위를 가집니다. 이 측정은 특정 구동 조건(피크 전류(I_p) 80mA, 듀티 사이클 1/16)에서 수행됩니다. 강도는 CIE 명시야 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용하여 측정되며, 이 값은 인간의 밝기 인식과 상관관계가 있도록 보장합니다.
• 파장 특성:
  • 피크 발광 파장(λ_p): 전형적으로 621 nm로, 적색-주황색 영역에서 가장 강한 빛 방출 지점을 나타냅니다.
  • 주 파장(λ_d): 전형적으로 615 nm입니다. 이는 인간의 눈이 빛의 색상과 일치한다고 인지하는 단일 파장으로, 피크 파장과 약간 다를 수 있습니다.
  • 스펙트럼 선 반치폭(Δλ): 전형적으로 18 nm입니다. 이 파라미터는 방출된 빛의 대역폭을 정의하며, 피크 주변의 파장 범위를 나타냅니다. 더 좁은 반치폭은 스펙트럼적으로 더 순수한 색상을 나타냅니다.
• 발광 강도 매칭 비율(I_V-m): 최대 비율 2:1을 가집니다. 이는 어레이 내 가장 밝은 도트와 가장 어두운 도트 사이의 허용 가능한 밝기 변동을 지정하여 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

모든 전기적 특성도 Ta=25°C에서 명시됩니다.

• 도트당 순방향 전압(V_F): 순방향 전류(I_F) 20mA로 구동 시 전형적으로 2.6V, 최대 2.6V입니다. 이는 LED가 점등될 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 도트당 역방향 전류(I_R): 역방향 전압(V_R) 5V가 인가될 때 최대 100 μA입니다. 이는 LED가 역방향 바이어스될 때의 누설 전류 수준을 나타냅니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열 고려사항

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이는 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 도트당 평균 전력 소산: 최대 33 mW.
• 도트당 피크 순방향 전류: 최대 90 mA이지만, 펄스 조건(듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1 ms)에서만 허용됩니다. 이는 더 높은 순간 밝기를 가능하게 합니다.
• 도트당 평균 순방향 전류: 정격은 25°C에서 13 mA입니다. 중요한 것은, 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 이 정격이 0.17 mA/°C의 비율로 선형적으로 감소한다는 점입니다. 이는 열 관리에 있어 중요한 설계 파라미터입니다.
• 도트당 역방향 전압: 최대 5 V.
• 작동 및 저장 온도 범위: -35°C ~ +85°C.
• 솔더링 온도: 이 장치는 패키지 장착 평면 아래 1.6mm(1/16인치) 지점에서 측정 시, 최대 3초 동안 최대 260°C의 솔더링 온도를 견딜 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가발광 강도에 따라 분류됨을 나타냅니다. 이는 제조 빈닝 공정을 의미합니다. 생산 과정에서 LED는 성능에 자연스러운 편차를 보입니다. 장치들은 측정된 발광 강도를 기준으로 테스트 및 분류(빈닝)됩니다. 이를 통해 고객은 특정 밝기 범위(예: 명시된 2100-3800 μcd 범위) 내의 부품을 선택할 수 있어 최종 제품의 밝기 일관성을 보장합니다. 데이터시트는 파장이나 순방향 전압에 대한 별도의 빈을 지정하지 않으며, 주 분류 기준이 광 출력임을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는전형적인 전기/광학 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되지 않았지만, 전체 데이터시트에 포함된 이러한 곡선은 설계에 필수적입니다. 엔지니어는 다음과 같은 내용을 기대할 것입니다:

• 상대 발광 강도 대 순방향 전류(I-V 곡선): 구동 전류에 따라 광 출력이 어떻게 증가하는지 보여주어 원하는 밝기에 대한 작동점 설정을 돕습니다.
• 상대 발광 강도 대 주변 온도: 온도 상승에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 설명하며, 비환경 제어 환경의 애플리케이션에 중요합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류: 정확한 드라이버 설계를 위한 상세한 V_F특성을 제공합니다.
• 스펙트럼 분포: 파장에 걸친 상대 출력력을 보여주는 그래프로, 피크 및 주 파장 값을 확인합니다.

이러한 곡선을 통해 설계자는 표에 제공된 단일 지점 데이터를 넘어 실제 비이상적인 조건에서의 성능을 예측할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수

이 장치는1.2인치(30.42 mm) 매트릭스 높이를 가진 것으로 설명됩니다. 이는 5x7 도트 어레이 자체의 높이를 의미합니다. 상세한 패키지 치수 도면이 참조되며, 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이고 표준 공차는 ±0.25 mm입니다. 이 도면은 PCB(인쇄 회로 기판) 풋프린트 설계 및 기계적 통합에 매우 중요합니다.

5.2 핀 연결 및 내부 회로

이 장치는 14핀 구성을 사용합니다. 핀아웃 테이블은 각 핀의 기능을 명확히 정의하며, 특정 애노드 행(1-7) 및 캐소드 열(1-5)에 대한 연결을 지정합니다. 이열당 공통 캐소드아키텍처(한 열의 여러 LED 애노드가 공통 캐소드 핀을 공유함)는 멀티플렉싱된 매트릭스 디스플레이의 표준입니다. 내부 회로도가 참조되며, 이는 멀티플렉싱 방식을 확인하는 이 행-애노드, 열-캐소드 매트릭스 배열을 시각적으로 보여줍니다. 이 핀아웃을 올바르게 해석하는 것은 구동 회로 설계에 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

제공된 주요 조립 사양은리플로우 솔더링 프로파일 한계입니다: 패키지 본체 아래 1.6mm 지점에서 측정 시 최대 3초 동안 최대 온도 260°C. 이 정보는 LED 칩이나 패키지에 열 손상을 방지하기 위해 솔더링 오븐을 설정하는 공정 엔지니어에게 매우 중요합니다. 저장의 경우, 사용 전 장치 무결성을 보존하기 위해 명시된 -35°C ~ +85°C 범위를 유지해야 합니다.

7. 애플리케이션 권장사항

7.1 대표적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 단일의 고가독성 문자나 기호가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 예로는 산업 기계의 상태 표시기('A', 'C', 'F'와 같은 코드 표시), 더 큰 다중 숫자 디스플레이(적층 시)의 숫자 위치, 테스트 장비의 단순한 판독값, 또는 특수 장치의 사용자 인터페이스 일부가 있습니다.

7.2 설계 고려사항

• 구동 회로: 멀티플렉싱을 수행하기 위해 마이크로컨트롤러 또는 전용 디스플레이 드라이버 IC가 필요합니다. 회로는 각 문자에 대해 원하는 도트 패턴을 점등하기 위해 올바른 행 애노드와 열 캐소드 핀을 순차적으로 활성화해야 합니다. 순방향 전류를 설정하기 위해 각 애노드 또는 열 라인에 전류 제한 저항이 필수적입니다.
• 전류 계산: 도트당 평균 전류를 준수해야 합니다. 멀티플렉싱된 N개의 행의 경우, 순간 전류는 더 높을 수 있지만, 시간에 따른평균전류는 정격 13 mA(온도에 따라 감소)를 초과해서는 안 됩니다. 예를 들어, 듀티 사이클 1/7 멀티플렉싱의 경우, 평균 13mA를 달성하기 위해 피크 전류는 최대 ~91mA까지 가능하지만, 이 또한 90mA 피크 정격을 초과하지 않아야 합니다.
• 열 관리: 작동 주변 온도가 25°C를 크게 초과할 것으로 예상되는 경우, 평균 순방향 전류의 감소(0.17 mA/°C)를 설계에 반드시 고려해야 합니다. 고온 환경에서는 적절한 보드 레이아웃과 가능한 경우 방열판이 필요할 수 있습니다.
• 시야각: 광시야각을 활용하여 의도된 사용자에게 최적의 가시성을 제공하도록 디스플레이를 배치하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

백열등이나 진공 형광 디스플레이(VFD)와 같은 오래된 기술과 비교하여, LTP-1557AKA는 우수한충격/진동 저항성, 낮은 전력 소비및더 긴 수명을 제공합니다. 다른 LED 매트릭스 디스플레이와 비교하여, 적색-주황색에AlInGaP기술을 사용함으로써 오래된 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED에 비해 더 높은 효율과 시간 및 온도에 따른 더 나은 색상 안정성을 제공합니다. 1.2인치 문자 높이, 5x7 해상도 및 정의된 밝기/강도 빈닝의 특정 조합은 LED 매트릭스 디스플레이 카테고리 내에서 주요 차별화된 물리적 및 성능 사양입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

1. Q: 각 도트에 일정한 DC 전류로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?A: 기술적으로는 가능하지만, 매트릭스에는 매우 비효율적입니다. 35개의 개별 전류 제한 회로(5x7)가 필요합니다. 멀티플렉싱은 표준이자 의도된 방법으로, 필요한 드라이버 핀과 구성 요소를 크게 줄입니다.
2. Q: 최대 평균 전류는 13mA인데, 제 멀티플렉싱 방식은 1/16 듀티 사이클을 사용합니다. 어떤 피크 전류를 사용할 수 있나요?A: 허용 가능한 피크 전류를 계산할 수 있습니다: I_피크 = I_평균 / 듀티 사이클. 1/16 듀티의 경우, I_피크 = 13mA / 0.0625 = 208mA입니다. 그러나반드시이 피크 전류가절대 최대 피크 전류 정격 90mA를 초과하지 않도록 해야 합니다. 따라서 이 경우 90mA 한계가 지배적인 제약 조건입니다.
3. Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?A: 피크 파장은 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 물리적 파장입니다. 주 파장은 인간의 눈이 보는 색상과 일치하는 인지적 단일 파장입니다. LED의 방출 스펙트럼 형태로 인해 종종 약간 다릅니다.
4. Q: 저장 온도와 작동 온도가 동일합니다. 이는 -35°C에서 전원을 켠 상태로 둘 수 있다는 뜻인가요?A: 작동 범위는 장치가 해당 범위 내에서 사양대로 작동함을 나타냅니다. 그러나 성능(발광 강도 등)은 온도에 따라 변합니다. 저장 범위는 전원이 공급되지 않은 장치가 손상되지 않는 조건을 나타냅니다. 범위의 극단적인 끝에서의 신뢰할 수 있는 작동은 애플리케이션에서 검증되어야 합니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 산업용 센서를 위한 단일 숫자 오류 코드 디스플레이 설계센서에는 다양한 오류 상태(예: 과부하, 센서 고장, 캘리브레이션 오류)를 감지하는 마이크로컨트롤러가 있습니다. 각 오류에는 알파벳 코드('O', 'F', 'C')가 할당됩니다. LTP-1557AKA는 산업 환경에서의 내구성 때문에 선택되었습니다. 35개의 도트를 직접 구동하기에는 부족한 마이크로컨트롤러의 I/O 핀은 전용 LED 드라이버 IC에 연결됩니다. 드라이버는 멀티플렉싱을 처리하며, 오류 코드를 기반으로 메모리의 룩업 테이블에서 올바른 5x7 글꼴 패턴을 검색합니다. 전류 제한 저항 네트워크는 원하는 밝기, 순방향 전압, 공급 전압 및 멀티플렉싱 듀티 사이클을 기반으로 계산되며, 피크 및 평균 전류 한계를 초과하지 않도록 주의 깊게 확인합니다. 디스플레이는 유지 보수 담당자에게 오류 유형에 대한 즉각적이고 명확한 시각적 표시를 제공합니다.

11. 동작 원리 소개

LTP-1557AKA는패시브 매트릭스 LED 디스플레이입니다. 이는 5열 7행의 격자로 배열된 35개의 독립적인 AlInGaP LED 칩을 포함합니다. 각 LED는 하나의 행 애노드와 하나의 열 캐소드 사이에 연결됩니다. 특정 도트를 점등하려면 해당 행 애노드 핀에 양의 전압을 인가하고, 해당 열 캐소드 핀을 접지(또는 더 낮은 전압)에 연결합니다. 각 LED 칩의 내부 반도체 구조는 PN 접합을 형성하는 P형 및 N형 AlInGaP 층으로 구성됩니다. 순방향 바이어스(애노드가 캐소드에 비해 양극)될 때, 전자와 정공이 접합부에서 재결합하여 AlInGaP 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정된 파장의 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 디스플레이는멀티플렉싱됩니다: 원하는 모든 도트를 동시에 점등하는 대신, 컨트롤러는 행(또는 열)을 빠르게 순환하며 활성 행에서 문자를 구성하는 도트만 점등합니다. 이는 인간의 눈이 인지할 수 있는 속도보다 빠르게 발생하여 안정적이고 완전히 점등된 문자의 착시를 생성하면서 필요한 드라이버 핀 수를 35개에서 12개(7행 + 5열)로 크게 줄입니다.

12. 기술 트렌드 및 배경

LTP-1557AKA와 같은 디스플레이는 성숙하고 확립된 기술을 대표합니다. 정보 디스플레이의 트렌드는 대부분 OLED, TFT LCD 및 더 미세한 피치 LED 매트릭스와 같은 고밀도, 다중 색상 및 그래픽 솔루션으로 이동했습니다. 그러나 이러한 단일 문자 또는 소형 숫자 디스플레이는단순성, 견고성, 고휘도, 넓은 작동 온도 범위 및 낮은 비용으로 인해 복잡한 그래픽이 필요하지 않은 애플리케이션에서 특정 틈새 시장에서 여전히 매우 관련성이 높습니다. 기본 AlInGaP 재료 기술 자체는 오래된 GaAsP에 비해 중요한 발전으로, 적색, 주황색 및 호박색 LED에 대해 향상된 효율과 색 순도를 제공했습니다. 이 분야의 향후 발전은 효율(루멘/와트)을 더욱 증가시키고, 균일성을 개선하며, 최종 사용자 설계를 단순화하기 위해 드라이버 전자 장치를 디스플레이 패키지와 더 밀접하게 통합하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 초저전력 또는 햇빛 가독성 애플리케이션의 경우, 이러한 유형의 이산 LED 어레이는 더 복잡한 디스플레이 기술보다 계속 선호되는 선택입니다.