LTP-1457AKA LED 디스플레이 데이터시트 - 1.2인치(30.42mm) 매트릭스 높이 - AlInGaP 레드 오렌지 - 2.6V 순방향 전압 - 33mW 전력 소산 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-1457AKA는 5x7 도트 매트릭스 구성으로 제작된 단일 숫자/문자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 문자와 기호를 시각적으로 표현하는 것으로, 표준 USASCII 및 EBCDIC 코드 세트와 호환됩니다. 핵심 기술은 불투명 GaAs 기판 위에 제작된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 레드 오렌지 LED 칩을 사용합니다. 이 기판 선택은 장치의 특징적인 회색 얼굴과 흰색 도트 외관에 기여합니다. 디스플레이는 광도에 따라 분류되어 여러 유닛이 필요한 애플리케이션에서 밝기의 일관성을 보장합니다.

이 장치는 낮은 전력 소비를 위해 설계되었으며 고체 상태의 신뢰성을 제공합니다. 주요 기계적 특징은 적층 가능성으로, 여러 유닛을 수평으로 나란히 배치하여 메시지 보드나 간단한 숫자 표시에 이상적인 큰 간격 없이 다중 문자 디스플레이를 형성할 수 있습니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 주변 온도(Ta) 25°C의 특정 테스트 조건에서 정의됩니다. 1/16 듀티 사이클에서 피크 전류(Ip) 80mA로 구동할 때 도트당 평균 광도(Iv)의 전형적인 값은 3800 µcd입니다. 지정된 최소값은 2100 µcd입니다. 도트 간 광도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되어 매트릭스 전체의 허용 가능한 밝기 변동을 정의합니다.

색상 특성은 파장으로 정의됩니다. 피크 발광 파장(λp)은 전형적으로 621 nm입니다. 지배 파장(λd)은 인지된 색상과 더 밀접하게 연관되어 있으며 전형적으로 615 nm로, 확실히 레드 오렌지 스펙트럼에 위치합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 전형적으로 18 nm로, 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.

2.2 전기적 파라미터

순방향 전류(IF) 20mA에서 측정된 단일 LED 도트의 순방향 전압(VF)은 최소 2.05V에서 최대 2.6V까지 범위를 가지며, 전형적인 값이 제공됩니다. 역전압(VR) 5V가 인가될 때 단일 도트의 역전류(IR)는 지정된 최대값이 100 µA입니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 고려사항

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 도트당 평균 전력 소산은 33 mW를 초과해서는 안 됩니다. 도트당 피크 순방향 전류는 90 mA로 정격되지만, 0.1 ms 펄스 폭과 1/10 듀티 사이클의 펄스 조건에서만 허용됩니다. 도트당 평균 순방향 전류는 디레이팅 계수를 가지며, 25°C에서 13 mA이고 주변 온도가 섭씨 1도 증가할 때마다 0.17 mA씩 선형적으로 감소합니다.

이 장치는 도트당 최대 5V의 역전압을 견딜 수 있습니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -35°C에서 +85°C로 지정됩니다. 조립 시, 솔더 온도는 구성 요소의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16인치) 지점에서 측정하여 최대 3초 동안 260°C를 초과해서는 안 됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "광도에 따라 분류됨"이라고 명시합니다. 이는 측정된 광 출력을 기반으로 한 빈닝 또는 선별 과정을 의미합니다. 제품은 테스트를 거쳐 특정 광도 빈(예: 2100-2800 µcd용 빈, 2800-3800 µcd용 빈)으로 그룹화됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 맞는 일관된 밝기의 부품을 선택할 수 있으며, 여러 디스플레이를 함께 사용할 때 눈에 띄는 밝기 차이를 방지하는 데 중요합니다. 데이터시트는 파장이나 순방향 전압에 대한 별도의 빈을 지정하지 않으며, 이는 주된 선별 기준이 광도임을 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에는 "전형적인 전기/광학적 특성 곡선" 섹션이 포함되어 있습니다. 제공된 텍스트에서 구체적인 그래프는 자세히 설명되지 않았지만, 이러한 곡선은 일반적으로 주요 파라미터 간의 관계를 보여줍니다. 이 유형의 장치에 대한 표준 곡선에는 다음이 포함될 가능성이 높습니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):LED를 통과하는 전류와 양단 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 이는 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 더 높은 전류에서 가열 효과로 인해 준선형 방식으로 증가합니다.
• 광도 대 주변 온도:LED의 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. AlInGaP LED는 일반적으로 GaAsP와 같은 구형 기술보다 열적 소광이 적지만, 출력은 여전히 열과 함께 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도를 파장에 대해 그린 그래프로, 약 621nm에서 피크와 18nm 반폭을 보여줍니다.

이러한 곡선은 비표준 조건(다른 전류, 온도)에서 장치의 동작을 이해하고 효율성과 수명을 위한 구동 회로를 최적화하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

이 장치는 1.2인치 매트릭스 높이를 가지며, 이는 30.42 mm에 해당합니다. 이는 5x7 배열 자체의 높이를 의미합니다. 패키지 치수는 모든 측정값이 밀리미터로 표시된 상세 도면에 제공됩니다. 도면에 별도로 명시되지 않는 한, 이러한 치수에 대한 표준 공차는 ±0.25 mm(0.01인치)입니다. 핀 연결도는 인터페이싱에 중요합니다. 디스플레이는 멀티플렉싱 배열로 5개의 열(애노드)과 7개의 행(캐소드)을 제어하는 14개의 핀을 가집니다. 구체적인 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, 핀 12: 캐소드 행 4, 핀 13: 애노드 열 1, 핀 14: 캐소드 행 2. 멀티플렉싱 디스플레이에서 내부 배선을 최적화하기 위해 일반적인 비순차적 순서입니다.

내부 회로도는 매트릭스 구조를 보여줍니다: 5개의 공통 애노드 열과 7개의 공통 캐소드 행. 각 교차점은 하나의 LED 도트를 나타냅니다. 특정 도트를 점등하려면 해당 열 핀을 하이(애노드)로 구동하고 해당 행 핀을 로우(캐소드)로 구동해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

제공된 주요 조립 제약 조건은 솔더링 온도 프로파일입니다. 리플로우 또는 웨이브 솔더링 공정 중 구성 요소 본체는 3초 이상 260°C를 초과하는 온도에 노출되어서는 안 됩니다. 이는 많은 스루홀 및 일부 표면 실장 구성 요소에 대한 표준 정격입니다. 측정 지점은 착석 평면 아래 1.6mm로, 일반적으로 리드가 패키지 본체를 빠져나가는 지점입니다. 이는 내부의 민감한 LED 칩이 리드를 통해 전도된 과도한 열로 인해 손상되지 않도록 보장합니다. 핸드 솔더링의 경우, 온도 제어 납땜 인두를 사용해야 하며 각 핀과의 접촉 시간을 최소화해야 합니다. 반도체 장치를 다룰 때는 항상 적절한 ESD(정전기 방전) 처리 절차를 따라야 합니다.

7. 애플리케이션 제안

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 단일의 가독성이 높은 영숫자 문자가 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 적층 가능성으로 인해 다중 숫자 디스플레이에 이상적입니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다:

• 산업용 계기판(설정값, 측정값, 오류 코드 표시용).
• 가전 제품(전자레인지, 세탁기, 온도 조절기).
• 테스트 및 측정 장비.
• 자판기 또는 키오스크의 간단한 정보 디스플레이.
• 멀티플렉싱 LED 구동 및 마이크로컨트롤러 인터페이싱 학습용 교육 키트.

7.2 설계 고려사항

구동 회로:이 디스플레이는 외부 멀티플렉싱 구동 회로가 필요합니다. 이는 개별 트랜지스터, 전용 LED 드라이버 IC(MAX7219 등) 또는 충분한 전류 공급/싱크 능력을 가진 마이크로컨트롤러를 직접 사용하여 구현할 수 있습니다. 피크 전류 정격(1/10 듀티에서 90mA)을 준수해야 합니다. 일반적인 설계는 각 열(애노드)에 대해 정전류원 또는 전류 제한 저항을 사용하고 트랜지스터나 GPIO 핀을 통해 행(캐소드)으로 전류를 싱크합니다.

전류 계산:전형적인 광도 3800 µcd를 달성하기 위해 데이터시트는 1/16 듀티 사이클에서 Ip=80mA 조건을 지정합니다. 따라서 도트당 평균 전류는 80mA / 16 = 5mA입니다. 완전히 점등된 문자(35개 도트 모두 켜짐)의 총 평균 전류는 35 * 5mA = 175mA가 되지만, 이는 멀티플렉싱된 열과 행에 분배됩니다.

시야각:"넓은 시야각" 기능은 디스플레이가 축외 위치에서 볼 수 있는 애플리케이션에 유리합니다.

광학적 고려사항:회색 얼굴과 흰색 도트는 좋은 대비를 제공합니다. 설계자는 대비를 향상시키거나 제품의 미적 요소와 맞추기 위해 디스플레이 앞에 색상 필터나 확산판을 추가하는 것을 고려할 수 있지만, 이는 전체 광 출력을 감소시킵니다.

8. 기술 비교

LTP-1457AKA의 주요 차별점은 AlInGaP LED 기술의 사용입니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 구형 기술에 비해 AlInGaP는 상당히 높은 광 효율을 제공합니다. 이는 동일한 전류량으로 더 많은 빛(더 높은 광도)을 생산하거나, 더 낮은 전력 소비로 동일한 밝기를 달성할 수 있음을 의미합니다. AlInGaP는 일반적으로 더 나은 온도 안정성과 더 긴 동작 수명을 가집니다. 현대의 백색 LED나 더 작은 피치 SMD 매트릭스 디스플레이와 비교할 때, 이 장치는 더 크고 스루홀 구성 요소로서 단순성, 견고성, 원거리에서의 높은 단일 문자 가시성을 제공하며, 단일 숫자 애플리케이션에서 종종 더 낮은 시스템 비용을 제공합니다.

9. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 각 도트에 일정한 DC 전류로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 기술적으로는 가능하지만 매우 비효율적이며 권장되지 않습니다. 이 디스플레이는 멀티플렉싱 동작을 위해 설계되었습니다. 모든 도트를 지속적으로 구동하면 표준 밝기를 달성하려고 할 때 평균 전력 소산 정격(도트당 33mW)을 초과하여 과열 및 빠른 고장으로 이어질 수 있습니다.

Q: 피크 발광 파장과 지배 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 발광 파장은 스펙트럼 전력 분포가 최대가 되는 파장입니다. 지배 파장은 LED의 인지된 색상과 일치하는 단일 파장의 단색광입니다. 이와 같이 상대적으로 좁은 스펙트럼을 가진 LED의 경우 종종 가깝지만, 지배 파장이 색상 사양에 더 관련이 있습니다.

Q: 핀아웃이 비순차적으로 보입니다. 왜 이런 방식으로 배열되었나요?

A: 핀 배열은 디스플레이 기판의 내부 트레이스 레이아웃을 최적화하여 크로스토크를 최소화하고 LED 매트릭스의 연결을 단순화하기 위한 것입니다. 제공된 핀 연결 테이블을 정확히 따르는 것이 필수적이며, 논리적 순서를 가정해서는 안 됩니다.

Q: "평균 순방향 전류 디레이팅" 사양을 어떻게 해석해야 하나요?

A: 이는 주변 온도가 상승함에 따라 도트당 안전한 최대 평균 전류가 감소함을 의미합니다. 25°C에서는 최대 13 mA의 평균 전류를 사용할 수 있습니다. 85°C(최대 동작 온도)에서 허용 전류는 13 mA - [ (85-25) * 0.17 mA/°C ] = 13 mA - 10.2 mA = 2.8 mA입니다. 이 디레이팅은 고온 환경에서의 신뢰할 수 있는 동작에 중요합니다.

10. 실제 사용 사례

사례: 산업용 오븐을 위한 단일 숫자 온도 표시 장치 설계

엔지니어는 제어판 내부 주변 온도가 최대 80°C까지 동작하는 오븐에 설정 온도(0-9)를 표시해야 합니다. 가시성과 온도 범위 때문에 LTP-1457AKA를 선택합니다. 높은 주변 온도로 인해 구동 전류를 디레이팅해야 합니다. 이 제어된 환경에서는 낮은 밝기를 목표로 하는 것이 허용됩니다. 마이크로컨트롤러를 사용하여 멀티플렉싱 회로를 설계하고, 전류 제한 저항을 통해 열을 구동하고 NPN 트랜지스터를 통해 행을 구동합니다. 펌웨어는 높은 주파수(>100Hz)로 행을 스캔합니다. 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 도트당 평균 전류가 80°C에서 약 3mA의 디레이팅 값 이하가 되도록 계산합니다. 회색/흰색 외관은 오븐의 어두운 패널에 대해 좋은 대비를 제공합니다.

11. 동작 원리 소개

LTP-1457AKA는 멀티플렉싱 LED 매트릭스의 원리로 동작합니다. 5열 7행의 그리드로 배열된 35개의 개별 AlInGaP LED 접합을 포함합니다. 각 LED는 하나의 열 라인(애노드)과 하나의 행 라인(캐소드) 사이에 연결됩니다. 특정 패턴(숫자나 문자와 같은)을 점등하기 위해 컨트롤러는 모든 도트를 동시에 전원 공급하지 않습니다. 대신 멀티플렉싱 또는 스캐닝이라고 하는 기술을 사용합니다. 한 번에 하나의 행(캐소드)을 그라운드(로우 논리 레벨)에 연결하여 활성화합니다. 동시에 해당 특정 행에 대해 점등되어야 하는 열 라인(애노드)에만 전원(하이 논리 레벨)을 인가합니다. 이 사이클은 모든 7개의 행을 통해 빠르게 반복됩니다. 시각의 잔상으로 인해 인간의 눈은 안정적이고 완전히 형성된 문자로 인지합니다. 이 방법은 필요한 구동 핀 수(35개 대신 14개)를 크게 줄이고 총 전력 소비를 낮춥니다.

12. 기술 트렌드

LTP-1457AKA와 같은 디스플레이는 성숙된 기술을 나타냅니다. 표시기 및 영숫자 디스플레이의 현재 트렌드는 다음을 향해 이동하고 있습니다:

• 표면 실장 장치(SMD) 패키지:더 높은 밀도의 PCB 설계 및 자동화 조립을 위한 더 작은 공간 점유.
• 더 높은 통합도:내장 컨트롤러, 메모리(글꼴용) 및 직렬 인터페이스(I2C, SPI)를 갖춘 디스플레이로 호스트 마이크로컨트롤러의 작업을 단순화합니다.
• 고급 LED 재료:AlInGaP는 레드/오렌지에 효율적이지만, InGaN과 같은 새로운 재료는 더 밝고 효율적인 녹색, 청색 및 백색 LED를 가능하게 하여 풀컬러 매트릭스 디스플레이로 이어집니다.
• 대체 기술:더 크고 복잡한 디스플레이의 경우, OLED(유기 발광 다이오드) 및 마이크로 LED 기술이 우수한 대비, 시야각 및 유연성을 제공합니다.

그러나, 이와 같은 스루홀 단일 숫자 디스플레이는 단순성, 내구성, 높은 단일 문자 가시성 및 단 하나 또는 몇 개의 숫자만 필요한 애플리케이션, 특히 스루홀 조립이 선호될 수 있는 산업 또는 취미 환경에서의 비용 효율성으로 인해 여전히 관련성을 유지합니다.