LTP-1457AKY LED 디스플레이 데이터시트 - 1.2인치(30.42mm) 매트릭스 높이 - AlInGaP 앰버 옐로우 - 5x7 도트 어레이 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-1457AKY는 명확하고 가독성 높은 문자 출력이 필요한 응용 분야를 위해 설계된 단일 숫자/알파벳 디스플레이 모듈입니다. 핵심 구성 요소는 표준 ASCII 및 EBCDIC 문자 집합에 필요한 해상도를 제공하는 5x7 도트 매트릭스 구성입니다. 정의적인 시각적 특성은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 칩을 사용하여 구현된 앰버 옐로우 발광입니다. 이 반도체 재료는 높은 효율과 우수한 가시성으로 알려져 있습니다. 물리적 외관은 흰색 도트가 있는 회색 전면판을 특징으로 하여 발광 요소에 대한 높은 대비 배경을 제공하며, 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다.

이 장치는 낮은 전력 소비와 고체 상태 신뢰성을 위해 설계되어 다양한 전자 장비에 통합하기에 적합합니다. 단일 평면 구조와 넓은 시야각은 표시된 정보가 여러 각도에서 보이도록 보장합니다. 핵심 기계적 특징은 수평 적층 가능성으로, 다중 유닛을 나란히 배치하여 상당한 간격 없이 다중 문자 디스플레이를 형성할 수 있으며, 이는 메시지나 숫자 표시 장치를 만드는 데 필수적입니다.

2. 기술 사양 상세 분석

2.1 광학적 특성

광학적 성능은 디스플레이의 기능성에 핵심적입니다. 주요 광원은 불투명 GaAs 기판 위에 성장된 AlInGaP LED 칩입니다. 일반적인 피크 발광 파장(λp)은 595 nm이며, 주 파장(λd)은 592 nm로, 출력을 앰버 옐로우 스펙트럼에 확실히 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm로, 상대적으로 순수한 색상 발광을 나타냅니다. 도트당 평균 발광 강도(Iv)는 80 mA 피크 전류와 1/16 듀티 사이클의 테스트 조건에서 최소 2100 μcd, 일반값 3800 μcd로 명시됩니다. 도트 간 발광 강도 매칭 비율은 최대 2:1로, 문자 매트릭스 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다.

2.2 전기적 특성

전기적 매개변수는 디스플레이의 동작 경계와 조건을 정의합니다. 단일 LED 도트의 순방향 전압(Vf)은 순방향 전류(If) 20 mA에서 일반적으로 2.05V에서 2.6V 범위입니다. 역방향 전압(Vr) 5V가 인가될 때 역방향 전류(Ir)는 최대 100 μA로 제한됩니다. 이러한 매개변수는 수명과 성능을 보장하기 위한 올바른 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.

2.3 절대 최대 정격

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 지정합니다. 도트당 평균 전력 소산은 25 mW를 초과해서는 안 됩니다. 도트당 피크 순방향 전류는 60 mA로 정격되지만, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1 ms 펄스 폭)에서만 적용됩니다. 도트당 평균 순방향 전류는 25°C부터 시작하여 0.17 mA/°C의 디레이팅 계수를 가집니다. 도트당 최대 역방향 전압은 5V입니다. 장치는 동작 및 저장 온도 범위 -35°C ~ +85°C로 정격됩니다. 조립 시, 장착 평면 아래 1.6mm 지점에서 납땜 온도는 3초 이상 260°C를 초과해서는 안 됩니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 물리적 치수

디스플레이는 매트릭스 높이가 1.2인치(30.42 mm)입니다. 전체 패키지 치수는 데이터시트 내 상세 도면에 밀리미터 단위로 제공됩니다. 별도로 명시되지 않는 한, 이러한 치수의 표준 공차는 ±0.25 mm입니다. 패키지는 개요에서 언급된 수평 적층 기능을 용이하게 하도록 설계되었습니다.

3.2 핀 구성 및 내부 회로

장치 인터페이스는 14개의 핀으로 구성됩니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 1: 캐소드 행 5; 핀 2: 캐소드 행 7; 핀 3: 애노드 열 2; 핀 4: 애노드 열 3; 핀 5: 캐소드 행 4; 핀 6: 애노드 열 5; 핀 7: 캐소드 행 6; 핀 8: 캐소드 행 3; 핀 9: 캐소드 행 1; 핀 10: 애노드 열 4; 핀 11: 애노드 열 3 (참고: 핀 4와 중복 기능, 데이터시트 오류 또는 특정 내부 연결 가능성 있음); 핀 12: 캐소드 행 4 (핀 5와 중복); 핀 13: 애노드 열 1; 핀 14: 캐소드 행 2.

내부 회로도는 5x7 매트릭스에 대한 표준 커먼 캐소드 구성을 보여줍니다. 7개의 행 라인(캐소드)과 5개의 열 라인(애노드)이 35개의 LED 도트에서 교차합니다. 특정 도트를 발광시키려면 해당 행 캐소드를 로우(접지)로 구동하고 열 애노드를 하이(전류 제한 저항을 통해 전류 공급)로 구동해야 합니다. 이 매트릭스 배열은 필요한 구동기 핀 수를 최소화합니다(개별 도트의 경우 35개 대신 5x7 매트릭스의 경우 12개).

4. 응용 제안 및 설계 고려사항

4.1 일반적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 단일의 가시성이 매우 높은 알파벳/숫자 문자가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 산업 제어 패널의 상태 표시기, 테스트 및 측정 장비의 디지털 표시 장치, 디버깅 또는 모드 표시를 위한 임베디드 시스템의 단일 문자 디스플레이, 그리고 시계, 카운터 또는 간단한 메시지 보드와 같은 기기에서 다중 숫자 패널을 위한 구성 요소가 있습니다.

4.2 설계 및 구동 고려사항

5x7 매트릭스를 구동하려면 멀티플렉싱 방식이 필요합니다. 고스트 현상과 과도한 전류 소모를 방지하기 위해 한 번에 하나의 행만 활성화되어야 하므로, 7개의 행을 빠르게 순환시키기 위해(일반적으로 깜빡임을 피하기 위해 >60 Hz 속도) 마이크로컨트롤러 또는 전용 디스플레이 구동기 IC가 필요합니다. 활성 행에 대한 열 데이터는 동시에 전송됩니다. 도트당 평균 순방향 전류는 피크 전류와 듀티 사이클(표준 행별 멀티플렉싱의 경우 1/7)을 기반으로 계산해야 합니다. 예를 들어, 원하는 평균 도트 전류 10 mA를 달성하려면 활성 행 시간 동안의 피크 전류는 70 mA(10 mA * 7 행)가 되어야 합니다. 이는 피크 전류에 대한 절대 최대 정격(1/10 듀티에서 60 mA)과 대조되어야 합니다. 따라서 멀티플렉싱 방식과 전류 제한 저항의 신중한 계산이 필수적입니다. 넓은 동작 온도 범위는 비기후 제어 환경에서의 사용을 가능하게 합니다.

5. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 전기/광학 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 곡선에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):이는 LED를 통과하는 전류와 그 양단의 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 비선형적이며, 턴온 전압(AlInGaP의 경우 약 2V) 이후에는 작은 전압 증가로 전류가 급격히 증가합니다. 이 곡선은 정전압 구동 회로에서 적절한 전류 제한 저항 값을 선택하는 데 매우 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:이 곡선은 광 출력이 전류 증가에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서 선형이지만 매우 높은 전류에서는 포화됩니다. 펄스 폭 변조(PWM)를 통한 밝기 제어를 위해 선형 영역 내에서 동작하는 것이 중요합니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:이는 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. AlInGaP의 경우 효율은 일반적으로 온도 상승에 따라 감소하므로, 구동 전류로 보상하지 않으면 고온 환경에서 디스플레이가 더 어둡게 보일 수 있습니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 주 파장(592 nm) 주변의 광 출력 집중과 스펙트럼 폭(15 nm 반폭)을 보여줍니다.

설계자는 의도된 동작 온도 범위에서 밝기, 효율 및 수명에 대한 구동 조건을 최적화하기 위해 이러한 곡선을 참조해야 합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

조립을 위한 중요한 매개변수는 납땜 열 내성입니다. 리드는 패키지 장착 평면 아래 1.6 mm(1/16 인치) 지점에서 측정 시 최대 3초 동안 최대 260°C의 온도를 견딜 수 있습니다. 이는 웨이브 솔더링 또는 리플로우 공정에 대한 표준 정격입니다. 내부 와이어 본딩 또는 LED 칩 자체의 손상을 방지하기 위해 이 한계를 준수하는 것이 중요합니다. LED는 정전기에 민감하므로 취급 및 조립 중 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 저장은 지정된 온도 범위 -35°C ~ +85°C 내에서 저습도 환경에서 이루어져야 합니다.

7. 기술 비교 및 차별화

LTP-1457AKY의 주요 차별화 요소는 AlInGaP 기술 사용과 특정 기계적 폼 팩터입니다. 오래된 GaAsP 또는 GaP LED 기술과 비교하여, AlInGaP는 더 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전기 입력에 대해 더 밝은 출력과 더 나은 색 순도를 제공합니다. 앰버 옐로우 색상은 높은 시각적 영향력과 인간의 눈에 인지되는 밝기 때문에 종종 선택됩니다. 1.2인치 문자 높이는 일반적인 0.56인치 또는 0.8인치 디스플레이보다 큰 특정 크기로, 시야 거리가 더 크거나 가시성이 최우선인 응용 분야에 적합합니다. 수평 적층 가능성은 유사한 디스플레이에 항상 존재하지 않는 실용적인 기능으로, 다중 문자 배열의 설계를 단순화합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 어떻게 구동하나요?

A: 최소 12개의 GPIO 핀(행 7개, 열 5개)이 필요합니다. 한 번에 하나의 행(캐소드 로우)을 활성화하면서 해당 행의 패턴을 전류 제한 저항을 통해 5개의 열(애노드) 핀에 적용하는 스캐닝 루틴을 구현해야 합니다. 스캐닝은 깜빡임을 피하기 위해 충분히 빠르게(>60 Hz 프레임 속도) 이루어져야 합니다.

Q: 어떤 값의 전류 제한 저항을 사용해야 하나요?

A: 공급 전압(Vcc)과 원하는 동작 전류에 따라 다릅니다. 공식 사용: R = (Vcc - Vf) / If. 5V 공급 및 20 mA에서 일반적인 Vf 2.3V의 경우, R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ω입니다. 가장 가까운 표준 값(예: 130 Ω 또는 150 Ω)을 사용하십시오. 이는 상시 켜짐 동작을 위한 것이며, 멀티플렉싱 동작의 경우 피크 전류가 더 높을 것입니다.

Q: 이 디스플레이를 실외에서 사용할 수 있나요?

A: 동작 온도 범위(-35°C ~ +85°C)는 상당히 넓어 견고함을 시사합니다. 그러나 데이터시트는 방수 또는 방진에 대한 IP(침입 보호) 등급을 명시하지 않습니다. 실외 사용의 경우, 습기와 먼지 유입을 방지하기 위해 디스플레이를 보호 창 뒤 또는 밀폐된 인클로저 내에 배치해야 할 가능성이 높으며, 그렇지 않으면 전자 부품이 손상되거나 전면이 가려질 수 있습니다.

Q: 중복 핀 기능(예: 핀 4 & 11, 핀 5 & 12)이 있는 이유는 무엇인가요?

A: 이는 제공된 핀 연결표 발췌본의 오류일 가능성이 높습니다. 표준 5x7 매트릭스에서는 12개의 고유 신호(5 열 + 7 행)만 필요합니다. 중복은 대체 PCB 배선 옵션을 제공하기 위해 내부적으로 동일한 노드에 연결되었거나 문서화 오류일 수 있습니다. 내부 회로도가 연결성에 대한 권위 있는 출처입니다.

9. 동작 원리 소개

기본 원리는 반도체 전계 발광에 기반합니다. AlInGaP p-n 접합 양단에 다이오드의 턴온 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드 층의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)과 상관관계가 있습니다. 이 경우 앰버 옐로우입니다. 5x7 매트릭스는 LED를 격자로 배열하여 필요한 제어 라인 수를 35개(도트당 하나)에서 12개(행 + 열)로 줄이는 어드레싱 기술입니다. 발광은 전원이 공급된 행과 열의 교차점을 선택적으로 활성화하여 제어됩니다.

10. 기술 동향 및 배경

LTP-1457AKY와 같은 디스플레이는 단일 및 낮은 자릿수의 알파벳/숫자 출력을 위한 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타냅니다. 더 큰 그래픽 디스플레이와 OLED가 복잡한 정보 표시에 널리 보급되었지만, 개별 LED 도트 매트릭스 모듈은 단순성, 견고성, 높은 밝기, 넓은 시야각 및 우수한 수명으로 인해 산업, 계측 및 임베디드 응용 분야에서 여전히 매우 관련성이 높습니다. 이 장치에서 볼 수 있듯이, 오래된 LED 재료에서 AlInGaP로의 전환은 효율과 색상 범위를 개선한 중요한 동향이었습니다. 유사한 디스플레이 부문의 현재 동향에는 구동 회로를 모듈 자체에 통합(직렬 데이터 및 전원 입력만 필요), 다른 색상을 위한 InGaN과 같은 더 효율적인 재료 사용, 자동화 조립 공정에 최적화된 설계 등이 포함될 수 있습니다. 고체 상태 신뢰성, 낮은 전력 및 높은 가시성이라는 핵심 장점은 이 기술이 특정 틈새 시장에서 계속 사용되도록 보장합니다.