LTP-1557KF 5x7 도트 매트릭스 LED 디스플레이 데이터시트 - 1.2인치 높이 - 황오렌지색 - 20mA 구동 전류 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-1557KF는 5x7 도트 매트릭스 구성으로 제작된 단일 숫자/문자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 개별 LED 도트를 선택적으로 점등하여 문자, 기호 또는 간단한 그래픽을 표시하는 것입니다. 핵심 기술은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용하여 황오렌지색 빛을 방출합니다. 이 장치는 흰색 도트 색상의 회색 전면판을 특징으로 하여 대비를 높여 가독성을 개선했습니다. 저전력 동작을 위해 설계되었으며 넓은 시야각을 제공하여 선명한 단색 문자 출력이 필요한 다양한 표시 및 정보 디스플레이 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이의 주요 장점은 솔리드 스테이트 신뢰성, 낮은 전력 요구 사항, USASCII 및 EBCDIC과 같은 표준 문자 코드와의 호환성을 포함합니다. 단일 평면 설계와 넓은 시야각은 다양한 각도에서 우수한 가시성을 보장합니다. 또한 발광 강도로 분류되어 다중 유닛 애플리케이션에서 밝기 일치가 가능하며, RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공됩니다. 주요 목표 시장은 산업용 제어판, 계측기, 판매 시점 단말기, 기본 정보 디스플레이, 간단하고 신뢰할 수 있으며 저비용의 문자 디스플레이가 필요한 임베디드 시스템을 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 전기적 및 광학적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공하며, 설계 엔지니어에게 그 중요성을 설명합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 값이 아닙니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW. 이는 단일 LED 도트에 걸친 순방향 전류(I_F)와 순방향 전압(V_F)의 결합 효과를 제한합니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 60 mA, 단 펄스 조건(1 kHz, 10% 듀티 사이클)에서만 허용됩니다. 이는 멀티플렉싱 또는 더 높은 순간 밝기를 달성하기 위한 짧은 고전류 펄스를 허용합니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이는 정상 상태, 비펄스 동작을 위한 핵심 파라미터입니다. 0.28 mA/°C의 디레이팅 계수는 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 허용 가능한 최대 연속 전류를 과열을 방지하기 위해 감소시켜야 함을 나타냅니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V. 이를 초과하면 LED의 PN 접합이 파괴될 수 있습니다.
• 동작 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 이는 신뢰할 수 있는 동작 및 비동작 저장을 위한 환경적 한계를 정의합니다.
• 솔더링 조건:착면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 3초간 260°C. 이는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정에서 플라스틱 패키지 및 내부 본딩에 대한 열 손상을 피하기 위해 중요합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ta=25°C 기준)

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적이고 보장된 성능 파라미터입니다.

• 평균 발광 강도 (I_V):I_F=20mA에서 55 ~ 170 μcd (최소), 99 ~ 200 μcd (일반). 이 넓은 범위는 장치가 빈 또는 카테고리로 분류됨을 나타냅니다. 설계자는 시스템 밝기 계획에서 이 변동을 고려해야 합니다. 테스트 조건은 1mA에서 20mA로 수정되어 사양을 더 표준적인 구동 전류에 맞추었습니다.
• 피크 방출 파장 (λ_p):611 nm (일반). 이는 스펙트럼 출력이 가장 강한 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):17 nm (일반). 이는 방출 스펙트럼의 확산을 측정하며, 값이 작을수록 더 단색(순수한 색상)의 빛을 나타냅니다.
• 주 파장 (λ_d):605 nm (일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색상을 황오렌지색으로 정의합니다.
• 도트당 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 2.05V (최소), 2.6V (일반). 이는 전류 제한 회로 설계에 중요합니다. 구동기 공급 전압은 전류를 적절히 조절하기 위해 V_F보다 높아야 합니다.
• 도트당 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 최대 100 μA. 낮은 역방향 전류가 바람직합니다.
• 발광 강도 매칭 비율:유사 광역에 대해 최대 2:1. 이는 어레이에서 가장 밝은 도트가 가장 어두운 도트보다 두 배 이상 밝아서는 안 됨을 의미하며, 균일한 외관을 보장합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도로 분류됨"을 나타냅니다. 이는 빈닝 시스템이 적용됨을 의미하지만, 특정 빈 코드는 여기에 나열되지 않았습니다.

• 발광 강도 빈닝:지정된 I_V 범위(55-170 μcd 최소, 99-200 μcd 일반)는 제품이 20mA에서 측정된 광 출력을 기반으로 그룹으로 분류됨을 시사합니다. 다중 유닛을 조달하는 설계자는 다중 숫자 디스플레이 전체에서 일관된 밝기를 보장하기 위해 빈을 지정하거나 인지해야 합니다.
• 파장/색상 빈닝:명시적으로 언급되지는 않았지만, 일반적인 LED 제조에는 시각적 일관성을 보장하기 위한 주 파장(색상)에 대한 빈닝이 포함됩니다. λ_d(605nm) 및 λ_p(611nm)에 대한 엄격한 사양은 통제된 공정을 나타냅니다.
• 순방향 전압 빈닝:디스플레이에 대해 덜 일반적으로 강조되지만, V_F 범위(2.05-2.6V)는 전기적 파라미터 확산을 정의합니다.

4. 성능 곡선 분석

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

• I-V (전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 무릎 전압은 AlInGaP 기술과 일치하는 약 2V입니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류 (I_V 대 I_F):광 출력이 어느 지점까지 전류와 거의 선형적으로 증가하다가 효율이 떨어지는 것을 보여줄 것입니다.
• 발광 강도 대 주변 온도 (I_V 대 T_a):접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 열 관리 및 전류 디레이팅의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 611nm 근처에서 피크를 보이고 피크 강도의 절반에서 약 17nm의 너비를 보입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 도면

이 장치는 표준 듀얼 인라인 패키지(DIP) 풋프린트를 가지고 있습니다. 데이터시트의 주요 치수 참고 사항: 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며 일반 공차는 ±0.25 mm입니다. 특정 참고 사항은 핀 팁 이동 공차가 ±0.4 mm임을 언급하며, 이는 PCB 홀 배치 및 솔더링 수율에 중요합니다.

5.2 내부 회로도 및 핀 연결

내부 회로는 표준 5x7 매트릭스입니다. 행(애노드)과 열(캐소드)이 멀티플렉싱됩니다. 핀아웃 테이블은 올바른 PCB 레이아웃 및 구동 회로 설계에 필수적입니다:

• 핀 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14은 애노드 행(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)에 연결됩니다.
• 핀 3, 4, 6, 10, 11, 13은 캐소드 열(1, 2, 3, 4, 5)에 연결됩니다.

일부 기능은 다른 핀에서 중복됩니다(예: 핀 5 & 12의 애노드 행 4, 핀 4 & 11의 캐소드 열 3). 이는 레이아웃 유연성을 제공할 수 있습니다. 핀 번호 매기기는 도트 매트릭스 보는 쪽을 기준으로 한 특정 방향을 따를 가능성이 높습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

제공된 주요 지침은 솔더링에 대한 절대 최대 정격입니다: 착면 아래 1.6mm에서 측정하여 3초간 260°C. 이는 표준 웨이브 솔더링 프로파일입니다. 리플로우 솔더링의 경우 피크 온도가 260°C를 초과하지 않는 표준 무연 프로파일을 사용해야 합니다. 패키지 균열 또는 박리 방지를 위해 과도한 열 스트레스를 피하는 것이 중요합니다. 특히 습기 민감도 등급(MSL)이 지정되지 않은 경우, 장치는 사용할 때까지 원래의 습기 차단 백에 보관해야 합니다.

7. 애플리케이션 권장 사항

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 단일 줄의 영숫자 문자가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다: 산업 장비 상태 디스플레이(예: 오류 코드, 설정값), 소비자 가전, 기본 핸드헬드 테스트 장비, 레거시 시스템 업그레이드, 교육용 전자 키트.

7.2 설계 고려 사항

• 구동 회로:멀티플렉싱 구동기(예: 전용 디스플레이 IC 또는 충분한 I/O가 있는 마이크로컨트롤러)가 필요합니다. 각 행 애노드는 데이터가 열 캐소드에 적용되는 동안 순차적으로 구동됩니다.
• 전류 제한:I_F를 안전한 값(일반적으로 밝기 및 전력 요구 사항에 따라 20mA 이하)으로 설정하기 위해 각 열(캐소드) 라인에 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값 R = (V_공급 - V_F) / I_F.
• 전원 공급 장치:최대 V_F(2.6V)에 구동기 트랜지스터의 드롭아웃 전압을 더한 값보다 높은 전압을 제공해야 합니다. 5V 공급이 일반적입니다.
• 시야각:넓은 시야각은 유리하지만 사용자에 대한 장착 위치를 고려하십시오.
• 밝기 일관성:다중 유닛 간 균일성이 중요한 경우 강도 빈을 지정하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

이전 GaAsP 또는 GaP LED 매트릭스와 비교하여, LTP-1557KF의 AlInGaP 기술은 더 높은 효율과 더 나은 색 순도(더 포화된 황오렌지색)를 제공합니다. 현대의 사이드 글로우 또는 고밀도 SMD 매트릭스와 비교하여, 이는 프로토타이핑 및 수리가 쉬운 전통적인 스루홀 DIP 장치입니다. 주요 차별화 요소는 특정 1.2인치 문자 높이, 5x7 형식, 황오렌지색으로, 이는 레거시 호환성, 특정 가시성 요구 사항(황색/주황색은 독특할 수 있음), 또는 풀 컬러 또는 그래픽 기능이 불필요한 간단한 애플리케이션의 비용 효율성을 위해 선택될 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

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

A: 기술적으로는 가능하지만 35개의 독립적인 전류원(5x7)이 필요합니다. 이는 매우 비효율적입니다. 멀티플렉싱(스캐닝)은 표준이자 의도된 방법으로, 필요한 구동기 핀과 구동기 IC의 전력 소산을 극적으로 줄입니다.

Q: 피크 순방향 전류(60mA)가 연속 전류(25mA)보다 훨씬 높은 이유는 무엇입니까?

A: 이는 시분할 멀티플렉싱을 허용합니다. 도트는 스캔 주기의 일부(예: 7행 스캔의 경우 1/7) 동안만 켜집니다. LED 칩의 평균 전력(열) 한계를 초과하지 않으면서 더 높은 인지 평균 밝기를 달성하기 위해 짧은 "켜짐" 시간 동안 더 높은 전류를 펄스할 수 있습니다.

Q: 발광 강도 범위(55-200 μcd)가 매우 넓습니다. 제품에서 일관된 밝기를 어떻게 보장합니까?

A: 다음 중 하나를 수행해야 합니다: 1) 단일 생산 로트 또는 지정된 강도 빈에서 장치를 구매, 2) 구동기에 소프트웨어 밝기 보정 또는 조정 구현, 3) 유닛당 하드웨어 전류 조정 사용(대량 생산에는 비실용적). 유통업체 또는 제조업체와 빈 코드 가용성을 논의하십시오.

Q: 방열판이 필요합니까?

A: 도트당 20mA 이하 및 주변 온도 범위 내에서 정상 작동하는 경우, 디스플레이 자체에 방열판은 일반적으로 필요하지 않습니다. 그러나 구동기 구성 요소의 열 방산을 위한 적절한 PCB 레이아웃이 중요합니다. 고온 환경에서 작동하는 경우 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오.

10. 실용적인 설계 및 사용 예시

사례 연구 1: 간단한 마이크로컨트롤러 인터페이스.기본 8비트 마이크로컨트롤러는 최소 12개의 I/O 핀(행 7개, 열 5개)이 있으면 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니다. 행은 전류 제한 저항을 통해 전류를 공급하는 출력으로 구성된 마이크로컨트롤러 핀에 연결됩니다. 열은 오픈 드레인 또는 액티브 로우 출력으로 구성된 핀에 연결됩니다. 펌웨어는 타이머 인터럽트를 구현하여 행을 스캔하고, ROM에 저장된 글꼴 테이블에서 해당 행에 대한 열 패턴을 설정하면서 한 번에 하나의 행을 높게 끌어올립니다.

사례 연구 2: 전용 디스플레이 구동기 IC 사용.마이크로컨트롤러 핀이 제한된 시스템이나 처리를 오프로드하기 위해 MAX7219 또는 HT16K33과 같은 구동기 IC를 사용할 수 있습니다. 이러한 IC는 간단한 직렬 인터페이스(SPI 또는 I2C)를 통해 모든 멀티플렉싱, 디코딩 및 밝기 제어를 처리하며, 호스트 컨트롤러에서 단 2-4개의 핀만 필요로 합니다. 또한 종종 숫자 깜박임 및 다중 숫자 캐스케이딩과 같은 기능을 포함하며, 이는 이 디스플레이의 "수평으로 쌓을 수 있음" 기능과 일치합니다.

11. 동작 원리 소개

LTP-1557KF는 5열 7행의 그리드로 배열된 35개의 독립적인 AlInGaP LED 칩의 어레이로, 35개의 개구부(도트)가 있는 회색 마스크 뒤에 장착됩니다. 각 LED의 애노드는 공통 행 라인에 연결되고, 캐소드는 공통 열 라인에 연결됩니다. 특정 도트를 점등하려면 해당 행 라인을 양의 전압(전류 제한을 통해)으로 구동하고, 열 라인을 낮은 전압(접지)에 연결합니다. 이 매트릭스 배열은 필요한 연결 핀을 35개(도트당 하나)에서 12개(7행 + 5열)로 줄입니다. 문자를 표시하는 것은 행(1-7)을 빠르게 스캔하고, 각 행에 대해 원하는 문자 모양의 일부를 형성하는 적절한 열 LED(1-5)를 켜는 것을 포함합니다. 이 멀티플렉싱은 인간의 눈이 인지할 수 있는 것보다 빠르게 발생하여 안정적이고 완전한 문자 이미지를 생성합니다.

12. 기술 동향 및 맥락

LTP-1557KF와 같은 디스플레이는 성숙하고 확립된 기술을 나타냅니다. 표시기 및 영숫자 디스플레이의 현재 동향은 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지, 더 높은 밀도의 다중 숫자 모듈, 디스플레이 PCB에 컨트롤러 직접 통합("지능형" 디스플레이)으로 이동하고 있습니다. 더욱이, 풀 컬러 RGB LED 매트릭스 및 OLED 디스플레이는 색상 또는 우수한 대비가 필요한 애플리케이션에서 점점 더 비용 경쟁력을 갖추고 있습니다. 그러나 이와 같은 단순한 단색 도트 매트릭스 LED는 극도의 신뢰성, 단순성, 저비용, 높은 밝기, 넓은 작동 온도 범위 및 장수명으로 인해 여전히 매우 관련성이 높습니다. 이 장치에서 볼 수 있듯이, 이전 재료에서 AlInGaP로의 전환은 이 클래식 폼 팩터 내에서 효율성과 색상 성능을 개선하는 핵심 단계였습니다.