LTP-2057AKA LED 도트 매트릭스 디스플레이 데이터시트 - 2.0인치(50.8mm) 높이 - 슈퍼 오렌지(621nm) - 도트당 33mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-2057AKA는 5x7 도트 매트릭스 구성으로 제작된 단일 숫자/문자 디스플레이 모듈입니다. 주된 기능은 문자와 기호를 시각적으로 표현하는 것으로, 다양한 전자 장치의 상태 표시기, 단순 판독기, 정보 패널에 일반적으로 사용됩니다. 이 장치의 핵심 장점은 발광 소자에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 기술, 특히 "슈퍼 오렌지" 색상을 사용한다는 점입니다. 이 소재 시스템은 기존 기술에 비해 효율성과 색상 안정성 측면에서 이점을 제공합니다. 디스플레이는 그레이 전면판과 화이트 색상의 도트를 특징으로 하여 방출된 빛에 대한 높은 대비 배경을 제공함으로써 가독성을 향상시킵니다. 이 장치는 중간 크기의 신뢰할 수 있고 저전력 문자 디스플레이가 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광학 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 주요 파라미터인 평균 발광 강도(Iv)는 1/16 듀티 사이클에서 32mA의 펄스 순방향 전류(Ip) 테스트 조건 하에 최소 2100 μcd, 전형값 4600 μcd로 지정되며 최대 제한은 없습니다. 이 펄스 구동 방식은 전력과 열을 관리하면서 인지된 밝기를 달성하기 위한 멀티플렉싱 디스플레이의 표준 방법입니다. 색상은 621 나노미터(nm)의 피크 방출 파장(λp)으로 정의되어 스펙트럼의 주황색-빨간색 영역에 위치합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 18 nm로, 방출된 광대역의 스펙트럼 순도 또는 좁음을 나타냅니다. 주 파장(λd)은 615 nm로, 인간의 눈이 인지하는 파장이며 피크 파장과 약간 다를 수 있습니다. 2:1의 발광 강도 매칭 비율이 지정되어 있어 어레이 내 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 간의 밝기 변동이 이 비율을 초과하지 않아야 하며, 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 특성

전기적 파라미터는 디스플레이의 동작 한계와 조건을 정의합니다. 절대 최대 정격은 안전한 동작의 경계를 설정합니다: 도트당 평균 전력 소산 33 밀리와트(mW), 도트당 피크 순방향 전류 90mA, 도트당 평균 순방향 전류는 25°C에서 13mA로 시작하여 0.17mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 이 감액은 상승된 주변 온도에서의 열 관리에 중요합니다. 도트당 최대 역전압은 5볼트(V)입니다. 단일 LED 도트의 순방향 전압(Vf)은 20mA에서 전형적으로 2.6V이며, 더 높은 80mA 테스트 전류에서 최대 2.8V입니다. 역전류(Ir)는 전체 5V 역바이어스에서 최대 100 마이크로암페어(μA)입니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 동작 온도 범위 -35°C ~ +85°C와 동일한 저장 온도 범위로 정격이 지정되었습니다. 이 넓은 범위는 극한 온도에 노출되는 산업 및 자동차 환경에 적합하게 만듭니다. 중요한 조립 파라미터는 부품의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16인치) 지점에서 측정된 최대 3초 동안의 최대 솔더링 온도 260°C입니다. 이 지침은 리플로우 솔더링 공정 중 열 손상을 방지하는 데 필수적입니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

디스플레이는 명시된 매트릭스 높이가 2.0인치(50.8 mm)입니다. 제공된 패키지 치수 도면(데이터시트 참조)은 정확한 물리적 외곽선, 핀 위치 및 전체 크기를 상세히 설명할 것입니다. 이러한 치수의 공차는 달리 명시되지 않는 한 일반적으로 ±0.25 mm입니다. 이 장치는 회로 기판에 통합하기 위한 표준 핀 연결 인터페이스를 사용합니다.

4. 핀 연결 및 내부 회로

LTP-2057AKA는 14핀 인터페이스를 가지고 있습니다. 핀아웃은 X-Y(매트릭스) 어드레싱을 위해 특별히 배열되어 있습니다: 핀은 열(Column)용 애노드 또는 행(Row)용 캐소드로 지정됩니다. 예를 들어, 핀 1은 행 5의 캐소드, 핀 3은 열 2의 애노드 등입니다. 이 배열은 마이크로컨트롤러가 해당 열(애노드)과 행(캐소드) 라인을 활성화하여 5x7 그리드의 단일 도트를 선택적으로 점등할 수 있게 합니다. 내부 회로도(데이터시트 참조)는 이 매트릭스 구조를 시각적으로 묘사하여, 애노드가 열 그룹으로 연결되고 캐소드가 행 그룹으로 연결된 35개의 개별 LED(5열 x 7행)를 보여줍니다.

5. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 전기/광학 특성 곡선 섹션을 참조합니다. 이러한 그래프는 설계 엔지니어에게 매우 귀중합니다. 일반적으로 단일 LED 소자에 대한 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)과 같은 플롯을 포함하여 비선형 관계와 턴온 전압을 보여줍니다. 발광 강도 대 순방향 전류 곡선은 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 설명하며, 포화 효과를 보여줄 수 있습니다. 또한 지정된 온도 범위에서 안정적인 회로를 설계하는 데 중요한, 주변 온도에 따른 발광 강도 또는 순방향 전압의 변화를 보여주는 곡선도 있을 수 있습니다. 이러한 곡선을 분석하면 원하는 밝기에 대한 구동 전류를 최적화하고 성능에 대한 열 영향을 이해할 수 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

절대 최대 정격에서 언급된 바와 같이, 주요 조립 제약 조건은 솔더링 온도 프로파일입니다. 이 장치는 리플로우 솔더링 중 최대 3초 동안 260°C의 피크 온도를 견딜 수 있습니다. 패키지 리드에서 측정된 온도가 이 한계를 초과하지 않도록 하는 것이 내부 와이어 본딩, LED 칩 또는 플라스틱 패키지 손상을 방지하는 데 중요합니다. 무연 솔더링을 위한 표준 산업 리플로우 프로파일(약 240-250°C에서 피크)은 일반적으로 호환되지만, 프로파일을 확인해야 합니다. 솔더링 아이언을 사용한 수동 솔더링은 열을 국소화하기 위해 신속하게 그리고 신중한 온도 제어로 수행되어야 합니다. LED 구성 요소에는 항상 적절한 ESD(정전기 방전) 처리 절차를 따라야 합니다.

7. 응용 제안 및 설계 고려사항

7.1 일반적인 응용 시나리오

이 5x7 도트 매트릭스 디스플레이는 단일의 명확한 숫자/문자 표시가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 전압, 전류 또는 온도 판독을 위한 패널 미터; 산업 장비의 상태 디스플레이(오류 코드 또는 모드 표시기 표시); 전자레인지나 세탁기와 같은 소비자 가전; 테스트/측정 계측기가 있습니다. 표준 ASCII 및 EBCDIC 문자 코드와의 호환성은 마이크로컨트롤러 프로그래밍을 단순화합니다.

7.2 설계 고려사항

구동 회로:이 디스플레이는 멀티플렉싱 구동 전자 장치가 필요합니다. 행과 열을 순차적으로 스캔하기 위해 충분한 I/O 핀이 있는 마이크로컨트롤러 또는 외부 드라이버 IC(시프트 레지스터나 전용 LED 드라이버 칩과 같은)와 결합된 것이 필요합니다. 데이터시트의 32mA 펄스 전류에서 1/16 듀티 사이클 테스트 조건은 필요한 전류 제한 저항을 계산하기 위한 출발점을 제공합니다. LED당 평균 전류는 훨씬 낮을 것입니다(예: 하나의 도트만 켜져 있으면 32mA / 16 = 2mA 평균이지만, 이는 한 행에서 동시에 켜지는 도트 수에 따라 확장됩니다).
전원 공급 장치:약 2.6V의 순방향 전압은 구동 전압이 이것보다 높아야 함을 의미하며, 일반적으로 3.3V 또는 5V 시스템이 사용됩니다. 전원 공급 장치는 멀티플렉싱 동안 피크 전류 요구를 처리할 수 있어야 합니다.
시야각:데이터시트는 "넓은 시야각"을 언급하며, 이는 LED 칩과 확산 렌즈 설계의 특성입니다. 최적의 배치를 위해 최종 사용자의 주요 시청 방향을 고려하십시오.
스태킹:"수평으로 쌓을 수 있음" 기능은 여러 유닛을 나란히 배치하여 다중 문자 디스플레이를 형성할 수 있음을 의미합니다. 모듈 간의 기계적 정렬 및 전기적 상호 연결을 설계해야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTP-2057AKA의 주요 차별화 요소는 오렌지 색상에 AlInGaP LED 기술을 사용한다는 점입니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 빨간색/주황색 LED와 같은 오래된 기술에 비해, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율(단위 전력당 더 많은 광 출력)과 상승된 온도에서 더 나은 성능 유지를 제공합니다. "슈퍼 오렌지" 621nm 파장은 생생하고 매우 가시적인 색상을 제공합니다. 그레이 전면과 화이트 도트는 전원이 꺼졌을 때 전문적이고 높은 대비의 외관을 제공하며, 이는 전체 검정색이나 전체 빨간색 디스플레이에 비해 설계상의 장점이 될 수 있습니다. 2.0인치 문자 높이는 시청 거리 요구 사항에 따라 더 작은(예: 0.8인치) 또는 더 큰 디스플레이보다 선택될 수 있는 특정 크기입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 디스플레이의 전류 제한 저항 값을 어떻게 계산하나요?
A: 평균이 아닌 펄스(피크) 전류를 기준으로 설계해야 합니다. 테스트 조건(전형 Vf 2.6V에서 32mA)을 참조로 사용하고, 5V 구동 전원을 가정하면: R = (V_공급 - Vf) / I_피크 = (5V - 2.6V) / 0.032A = 75 옴. 더 안전하고 어두운 계산을 위해 최대 Vf(2.8V)를 사용하세요: R = (5V - 2.8V) / 0.032A = ~68 옴. 표준 68 또는 75 옴 저항이 적합할 것입니다. 저항의 정격 전력은 피크가 아닌 평균 전류를 기준으로 계산해야 합니다.

Q: 이 디스플레이를 구동할 때 1/16 듀티 사이클은 무엇을 의미하나요?
A: 멀티플렉싱된 5x7 매트릭스에서 하나의 일반적인 스캐닝 방법은 한 번에 하나의 행(캐소드)을 활성화하면서 해당 행에 대한 5개의 열(애노드)에 데이터를 공급하는 것입니다. 7개의 행이 각각 순차적이고 동등하게 활성화되면 단일 LED의 듀티 사이클은 1/7입니다. 데이터시트의 1/16 듀티 사이클은 다른 또는 더 보수적인 멀티플렉싱 방식을 시사하며, 블랭킹 기간을 포함할 수 있습니다. 구동 회로는 지정된 정격 평균 발광 강도를 달성하기 위해 할당된 시간 슬라이스 동안 LED를 지정된 피크 전류(예: 32mA)로 펄스 구동해야 합니다.

Q: 멀티플렉싱 대신 일정한 DC 전류로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?
A: 기술적으로는 가능하지만, 매우 비효율적이며 권장되지 않습니다. 5mA와 같은 낮은 전류로도 35개의 모든 도트를 동시에 구동하려면 총 175mA의 전류가 필요하고 상당한 열이 발생하여 패키지의 전력 소산 한계를 초과할 가능성이 높습니다. 멀티플렉싱은 표준이며 의도된 동작 방법입니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 예시

0에서 99도 사이의 값을 표시하는 간단한 온도 판독기를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 이는 두 개의 LTP-2057AKA 디스플레이를 수평으로 쌓아야 합니다. 마이크로컨트롤러(예: ATmega328P)는 각 디스플레이의 14핀(총 28 I/O 핀)에 연결됩니다. I/O를 절약하기 위해 두 디스플레이의 열(애노드) 라인을 병렬로 연결할 수 있고(5개의 공유 라인), 행(캐소드) 라인은 각 디스플레이에 대해 별도로 제어될 수 있습니다(7+7=14 라인). 이는 19개의 I/O 핀을 사용합니다. 또는 외부 8비트 시프트 레지스터를 사용하여 마이크로컨트롤러 I/O 요구 사항을 크게 줄일 수 있습니다. 소프트웨어는 폰트 맵을 포함하여 숫자 0-9를 5x7 그리드에 대한 점등 도트의 해당 패턴으로 변환합니다. 그런 다음 각 디스플레이에 대해 7개의 행을 스캔하면서 표시할 문자의 행에 대한 적절한 열 데이터를 보냅니다. 스캐닝은 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 빠르게(일반적으로 >60Hz) 이루어져야 합니다.

11. 동작 원리 소개

LTP-2057AKA는 패시브 매트릭스 LED 어레이의 원리로 동작합니다. 5열과 7행의 그리드로 배열된 35개의 독립적인 AlInGaP 반도체 LED 접합을 포함합니다. 각 LED는 열 애노드 라인과 행 캐소드 라인의 교차점에 형성됩니다. 특정 열(양극)과 특정 행(음극) 사이에 다이오드의 턴온 전압(~2.6V)을 초과하는 순방향 전압이 가해지면 전류가 그 단일 LED를 통해 흐르며, 약 621 nm(주황색)의 파장으로 광자—빛—을 방출하게 합니다. 어느 행이 접지되고(캐소드 활성화) 어느 열에 전류가 공급되는지(애노드 활성화)를 빠르게 순차적으로 변경함으로써, 다른 도트 패턴을 점등시켜 문자나 기호를 형성할 수 있습니다. 인간의 눈의 잔상 효과는 이러한 빠른 깜빡임을 안정적인 이미지로 융합시킵니다.

12. 기술 동향 및 배경

LTP-2057AKA와 같은 디스플레이는 광전자의 성숙하고 신뢰할 수 있는 분야를 대표합니다. 유기 LED(OLED)나 고해상도 LCD와 같은 새로운 기술이 복잡한 그래픽 디스플레이를 지배하지만, 단순한 LED 도트 매트릭스 모듈은 견고성, 긴 수명, 넓은 온도 동작 범위, 높은 밝기 및 낮은 문자당 비용이 필요한 응용 분야에서 여전히 매우 관련성이 높습니다. 이 분야 내의 동향은 더 낮은 전력 소비 또는 더 높은 밝기를 가능하게 하는 더 높은 효율의 LED 소재(여기서 사용된 AlInGaP 및 청록색/녹색/흰색용 InGaN)를 향하고 있습니다. 또한 구동 전자 장치가 디스플레이 모듈 자체에 내장된 통합 솔루션을 향한 동향도 있으며, 이는 최종 엔지니어를 위한 시스템 설계를 단순화합니다. 그러나 기본적인 패시브 매트릭스 아키텍처는 그 단순성과 낮은 비용으로 인해 산업, 자동차 및 소비자 분야에서 단일 및 다중 문자 숫자 및 영숫자 디스플레이의 주류로 계속 남아 있습니다.