LTP-2157AKA LED 도트 매트릭스 디스플레이 데이터시트 - 2.0인치(50.8mm) 높이 - 슈퍼 오렌지 색상 - 5x7 배열

1. 제품 개요

LTP-2157AKA는 영숫자 문자 표시를 위해 설계된 단일 평면, 5x7 도트 매트릭스 LED 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 주요 기능은 USASCII 및 EBCDIC과 같은 표준 코드 세트의 문자를 표시하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 슈퍼 오렌지 발광을 제공하는 LED 칩에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용한다는 점에 있습니다. 디스플레이는 회색 전면과 흰색 도트 색상을 특징으로 하여 가독성을 향상시키기 위한 대비를 높입니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되어 유닛 간 밝기 일관성을 보장합니다. 고체 구조는 높은 신뢰성을 제공하며, 낮은 전력 요구 사항으로 다양한 전자 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 응용 분야

이 제품을 정의하는 주요 특징으로는 2.0인치(50.8mm) 매트릭스 문자 높이로, 멀리서도 좋은 가시성을 제공합니다. 단일 평면으로 작동하며 넓은 시야각을 제공하여 다양한 위치에서 표시된 정보에 접근할 수 있습니다. XY 선택 구조를 가진 5x7 배열은 효율적인 멀티플렉싱 제어를 가능하게 합니다. 중요한 특징은 수평 적층 가능성으로, 여러 유닛을 나란히 정렬하여 다중 문자 디스플레이를 생성할 수 있습니다. 이 장치는 표준 문자 코드와 직접 호환됩니다. 이러한 특성으로 인해 LTP-2157AKA는 산업용 계기판, 판매 시점 단말기, 기본 정보 디스플레이, 테스트 장비 판독값, 그리고 신뢰할 수 있는 중저 복잡도의 영숫자 출력이 필요한 기타 임베디드 시스템과 같은 응용 분야에 이상적입니다.

2. 기술 사양 및 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 전기적, 광학적 및 물리적 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이는 정상 작동 조건이 아닙니다.

• 도트당 평균 전력 소산:33 mW. 이는 단일 LED 도트가 안전하게 소산할 수 있는 최대 연속 전력입니다.
• 도트당 피크 순방향 전류:90 mA. 이는 도트가 처리할 수 있는 최대 순간 전류 펄스로, 일반적으로 멀티플렉싱 구동 방식과 관련이 있습니다.
• 도트당 평균 순방향 전류:25°C에서 13 mA, 0.17 mA/°C로 선형 감소. 이는 연속 DC 작동을 위한 핵심 매개변수입니다. 감소 계수는 열 관리에 매우 중요합니다. 주변 온도(Ta)가 상승함에 따라 과열을 방지하기 위해 허용 가능한 최대 연속 전류를 줄여야 합니다.
• 도트당 역방향 전압:5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 이 장치는 산업용 온도 범위로 정격이 지정되어 있습니다.
• 솔더링 온도:최대 260°C, 3초 동안, 시트 평면 아래 1.6mm에서. 이는 리플로우 솔더링 프로파일 제약 조건을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 매개변수들은 지정된 테스트 조건(일반적으로 Ta=25°C)에서 측정되며, 일반적인 성능을 나타냅니다.

• 평균 광도(I_V):2100 μcd (최소), 4600 μcd (일반) - 테스트 조건: I_p=32mA, 1/16 듀티 사이클. 이는 멀티플렉싱 구성으로 구동될 때 각 LED 도트의 밝기를 나타냅니다. 넓은 범위는 광도에 따른 빈닝 과정을 시사합니다.
• 피크 발광 파장(λ_p):621 nm (일반). 이는 광 출력이 최대가 되는 파장으로, "슈퍼 오렌지" 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):18 nm (일반). 이는 스펙트럼 순도를 측정합니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다.
• 주 파장(λ_d):615 nm (일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색점과 밀접한 관련이 있습니다.
• 순방향 전압(V_F) 모든 도트:2.05V (최소), 2.6V (일반) - I_F=20mA; 2.3V (최소), 2.8V (일반) - I_F=80mA. 이는 드라이버 회로 설계에 매우 중요하며, LED가 켜졌을 때 LED 양단의 전압 강하를 지정합니다.
• 역방향 전류(I_R) 모든 도트:100 μA (최대) - V_R=5V. 이는 LED가 역방향 바이어스되었을 때의 누설 전류입니다.
• 광도 매칭 비율(I_V-m):2:1 (일반). 이는 배열 내 가장 밝은 도트와 가장 어두운 도트 사이의 최대 허용 비율을 지정하여 균일한 외관을 보장합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가 "광도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 제조 후 빈닝 또는 분류 과정을 의미합니다. 특정 빈 코드는 나열되어 있지 않지만, 이러한 디스플레이에 대한 일반적인 분류는 표준 테스트 조건에서 측정된 광도에 따라 유닛을 그룹화하는 것을 포함합니다. 이는 여러 디스플레이가 함께 사용될 때 그들 사이의 밝기 변화를 최소화하여 일관된 시각적 출력을 제공하도록 보장합니다. 설계자는 일치하는 밝기가 필요한 중요한 응용 분야를 위해 공급업체로부터 사용 가능한 광도 빈을 확인해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않았지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I_F-V_F곡선):지수 관계를 보여주며, 주어진 전류에 필요한 구동 전압을 결정하는 데 중요합니다.
• 광도 대 순방향 전류(I_V-I_F곡선):광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 작동 범위 내에서 거의 선형 관계를 가집니다.
• 광도 대 주변 온도:온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 열 설계에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 621nm에서 피크와 스펙트럼 폭을 보여줍니다.

이러한 곡선을 통해 설계자는 비표준 조건에서의 성능을 예측하고 드라이버 회로를 최적화할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

장치의 패키지 치수는 일반 공차 ±0.25mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 특정 도면은 참조되지만 본문에 상세히 설명되지 않았습니다. 주요 기계적 측면으로는 전체 풋프린트, 높이 및 14핀의 간격이 포함됩니다. 핀 배열은 인쇄 회로 기판(PCB)에 스루홀 장착을 위해 설계되었습니다. 회색 전면과 흰색 도트 색상은 대비를 개선하기 위한 패키지 설계의 일부입니다.

5.1 핀 연결 및 내부 회로

디스플레이는 14개의 핀을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 LED의 애노드가 행으로 연결되고 캐소드가 열로 연결되는(또는 핀아웃 테이블에 따라 그 반대) 매트릭스 구성을 보여줍니다. 이는 필요한 제어 핀 수를 최소화하는 일반적인 공통 애노드 또는 공통 캐소드 매트릭스 아키텍처입니다(5행 + 7열 = 12 제어 라인, 5*7=35 대신). 핀아웃 테이블은 각 핀의 기능을 지정합니다:

• 핀은 애노드 행 1-7 및 캐소드 열 1-5에 연결됩니다.
• 중요 참고 사항:핀 4와 11은 내부적으로 연결되어 있습니다. 핀 5와 12는 내부적으로 연결되어 있습니다. 이 내부 브리징은 PCB 레이아웃 및 드라이버 설계 중에 단락을 피하기 위해 고려되어야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

제공된 주요 지침은 솔더링 공정에 대한 것입니다: 장치는 최대 솔더링 온도 260°C를 최대 3초 동안 견딜 수 있으며, 시트 평면 아래 1.6mm(1/16인치)에서 측정됩니다. 이는 표준 리플로우 프로파일 제약 조건입니다. 웨이브 솔더링의 경우 스루홀 구성 요소에 대한 표준 관행을 따라야 합니다. 정전기 민감 장치(ESD)에 대한 일반적인 취급 주의 사항은 준수해야 하지만, 이 LED 제품에 대해서는 명시적으로 언급되지 않았습니다. 저장은 지정된 온도 범위인 -35°C ~ +85°C 내에서 건조한 환경에서 이루어져야 합니다.

7. 응용 제안 및 설계 고려 사항

7.1 일반적인 응용 회로

LTP-2157AKA는 외부 드라이버 회로가 필요합니다. 매트릭스 구조로 인해 멀티플렉싱이 표준 구동 방법입니다. 이는 한 번에 하나의 행(또는 열)을 순차적으로 활성화하면서 열(또는 행)에 적절한 데이터 신호를 제공하는 것을 포함합니다. 충분한 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러 또는 전용 LED 디스플레이 드라이버 IC(MAX7219 또는 유사 제품)가 일반적으로 사용됩니다. 드라이버는 피크 및 평균 전류 정격을 준수하여 올바른 전류를 공급해야 합니다. 순방향 전류(I_F)를 설정하기 위해 각 열 또는 행 라인에 전류 제한 저항이 필수적입니다. 값은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F- V_{드라이버_포화}) / I_F.

7.2 설계 고려 사항

• 멀티플렉싱 주파수:가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60 Hz).
• 전류 계산:DC 계산에는 평균 전류 정격(25°C에서 최대 13mA)을 사용하십시오. N개의 행이 있는 멀티플렉싱 모드에서 도트당 피크 전류는 최대 N * I_평균까지 가능하지만, 90mA 피크 정격을 초과해서는 안 됩니다.
• 열 관리:높은 주변 온도에서 작동하는 경우, 순방향 전류는 0.17 mA/°C 계수에 따라 감소되어야 합니다.
• 전압 공급:작동 조건에서 가장 높은 V_F와 드라이버 회로의 모든 전압 강하를 고려해야 합니다.
• PCB 레이아웃:연결 테이블에 따라 올바른 핀 매핑을 보장하십시오. 내부적으로 연결된 핀(4-11 및 5-12)을 주의하여 레이아웃 오류를 피하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 GaAsP 또는 GaP LED와 같은 오래된 기술과 비교하여, LTP-2157AKA의 AlInGaP 기술은 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 출력과 더 나은 색 순도를 제공합니다. 단순한 7-세그먼트 디스플레이와 비교하여, 5x7 도트 매트릭스 형식은 진정한 영숫자 기능을 제공하여 문자, 숫자 및 간단한 기호를 표시할 수 있습니다. 2.0인치 높이는 많은 일반적인 문자 디스플레이보다 커서 우수한 가시성을 제공합니다. 수평 적층 가능성은 고정된 다중 문자 모듈을 가진 디스플레이와의 주요 차별화 요소로, 설계 유연성을 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q1: 모든 도트에 대해 일정한 DC 전류로 이 디스플레이를 동시에 구동할 수 있습니까?
A: 이론적으로는 가능하지만 비실용적입니다. 35개의 독립적인 전류 제한 채널이 필요합니다. 멀티플렉싱이 표준이자 효율적인 방법입니다.

Q2: 피크 발광 파장과 주 파장의 차이는 무엇입니까?
A: 피크 파장은 가장 많은 광 출력이 방출되는 곳입니다. 주 파장은 인간의 눈이 인지하는 단일 파장 등가물입니다. 특히 더 넓은 스펙트럼의 경우 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q3: 광도 테스트 조건에서 1/16 듀티 사이클을 어떻게 해석해야 합니까?
A: 광도는 LED가 1/16 듀티 사이클을 가진 파형에서 32mA 전류로 펄스될 때 측정됩니다. 이는 각 행이 전체 사이클 시간의 1/16 동안 활성화되는 멀티플렉싱 구동 방식을 시뮬레이션합니다. 보고된 광도 값은 시간에 따른 평균입니다.

Q4: 핀 4 & 11과 5 & 12는 왜 내부적으로 연결되어 있습니까?
A: 이는 칩 본딩 또는 기판 라우팅을 단순화하기 위한 매트릭스의 내부 레이아웃 때문일 가능성이 높습니다. 전기적으로는 이 핀 쌍이 함께 단락되었다는 것을 의미합니다. 회로에서 동일한 노드에 연결해야 합니다.

10. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 산업용 오븐을 위한 간단한 4자리 온도 판독값 설계.
시스템은 온도 센서가 있는 마이크로컨트롤러를 사용합니다. 네 개의 LTP-2157AKA 디스플레이가 수평으로 적층됩니다. 마이크로컨트롤러의 펌웨어에는 숫자 0-9, 도 기호 및 'C'에 대한 글꼴 맵이 포함되어 있습니다. 멀티플렉싱 루틴을 사용하여 네 개의 디스플레이(네 세트의 행/열 역할)를 순환하며, 표시할 현재 숫자에 따라 각 행에 대한 적절한 열 데이터를 계산합니다. 전류 제한 저항은 열 라인에 배치됩니다. 재생 빈도는 깜빡임을 제거하기 위해 100 Hz로 설정됩니다. 높은 밝기와 넓은 시야각으로 인해 공장 바닥의 다양한 위치에서 온도를 읽을 수 있습니다. 디스플레이의 산업용 온도 정격은 오븐 근처의 뜨거운 환경에서도 신뢰할 수 있는 작동을 보장합니다.

11. 작동 원리 소개

LTP-2157AKA는 반도체 전계발광을 기반으로 합니다. AlInGaP 칩 구조는 p-n 접합을 형성합니다. 접합의 임계값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP의 특정 합금 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출된 오렌지 빛의 파장(~621 nm)에 직접적으로 대응합니다. 5x7 매트릭스는 기판의 행 및 열 도체 교차점에 배치된 개별적으로 주소 지정 가능한 LED 다이스로 형성됩니다. 특정 행과 열에 전압을 선택적으로 인가함으로써, 해당 교차점에 있는 LED만 순방향 바이어스되어 점등됩니다.

12. 기술 동향 및 맥락

AlInGaP 기술은 빨간색, 주황색 및 노란색 가시광 LED 효율에서 상당한 발전을 나타냅니다. 이는 GaAsP와 같은 오래된 기술을 대체했습니다. 디스플레이 기술의 현재 동향은 더 높은 밀도의 매트릭스(예: 8x8, 16x16) 및 풀컬러 RGB 매트릭스로 이동하고 있습니다. 그러나 5x7과 같은 단색, 저해상도 도트 매트릭스 디스플레이는 간단한 영숫자 정보만으로 충분한 비용 민감성, 신뢰성 중심 응용 분야에서 여전히 매우 관련성이 높습니다. 그들의 장점으로는 단순성, 견고성, 낮은 전력 소비 및 우수한 수명이 포함됩니다. 매트릭스 어드레싱의 원리는 OLED 및 마이크로LED 디스플레이를 포함한 더 크고 복잡한 디스플레이 기술의 기본이 됩니다.