LTP-1557AKY LED 도트 매트릭스 디스플레이 데이터시트 - 1.2인치(30.42mm) 높이 - AlInGaP 앰버 옐로우 - 5x7 배열 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-1557AKY는 명확하고 가독성 높은 문자 출력이 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 숫자/문자 디스플레이 모듈입니다. 그 핵심 기능은 개별적으로 어드레싱 가능한 발광 다이오드(LED)의 격자를 통해 정보를 시각적으로 표현하는 것입니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 장치는 다양한 산업 및 상업용 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 핵심 장점을 제공합니다. 주요 특징으로는 1.2인치(30.42mm)의 문자 높이로, 원거리에서도 우수한 가시성을 제공합니다. 앰버 옐로우 LED 칩에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용하여 우수한 발광 효율과 독특하며 쉽게 인식 가능한 색상을 구현합니다. 디스플레이는 낮은 전력 요구사항으로 작동하여 최종 애플리케이션에서 에너지 효율을 높입니다. 단일 평면 구조로 인해 넓은 시야각을 제공하여 다양한 위치에서 표시된 정보를 읽을 수 있도록 합니다. LED의 고체 설계는 움직이는 부품이 없어 높은 신뢰성과 긴 작동 수명을 보장합니다. 이 장치는 USASCII 및 EBCDIC과 같은 표준 문자 코드와 호환되어 디지털 시스템에의 통합을 단순화합니다. 또한, 유닛은 수평으로 쌓을 수 있도록 설계되어 다중 문자 디스플레이를 구성할 수 있습니다. 디스플레이는 발광 강도에 따라 분류되어 생산 로트 간 밝기의 일관성을 제공합니다. 이 부품의 타겟 시장에는 산업용 제어 패널, 계측기, 판매 시점(POS) 단말기, 의료 장비, 그리고 견고하고 신뢰할 수 있는 문자 디스플레이 인터페이스가 필요한 임베디드 시스템 등이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

LTP-1557AKY의 성능은 적절한 회로 설계 및 적용에 매우 중요한 전기적, 광학적, 환경적 파라미터 세트로 정의됩니다.

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 그 기능의 핵심입니다. 피크 전류(Ip) 80mA, 듀티 사이클 1/16의 테스트 조건에서 도트당 전형적인 평균 발광 강도(Iv)는 3800 µcd(마이크로칸델라)입니다. 최소 명시 값은 2100 µcd입니다. 도트 간 발광 강도 매칭 비율은 최대 2:1로 명시되어 디스플레이 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다. 색상은 파장으로 정의됩니다. 피크 방출 파장(λp)은 전형적으로 595 나노미터(nm)로, 가시 스펙트럼의 앰버-옐로우 영역에 위치합니다. 주 파장(λd)은 전형적으로 592 nm입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 전형적으로 15 nm로, 방출되는 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 발광 강도는 명시야(CIE) 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터 조합을 사용하여 측정되며, 이 값이 인간의 시각적 인지와 상관관계가 있도록 보장한다는 점을 유의하는 것이 중요합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 특성은 작동 조건과 한계를 정의합니다. 단일 LED 도트의 순방향 전압(Vf)(입력 전류 20mA 기준)은 전형값 2.6V, 최대 2.6V, 최소 2.05V입니다. 역방향 전압(Vr) 5V가 인가될 때 단일 도트의 역방향 전류(Ir)는 최대 100 µA입니다. 이러한 파라미터는 적절한 전류 제한 회로를 설계하고 신호 무결성을 보장하는 데 필수적입니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 고려사항

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 명시합니다. 도트당 평균 소비 전력은 25 mW를 초과해서는 안 됩니다. 도트당 피크 순방향 전류는 60 mA로 정격되어 있지만, 특정 펄스 조건(듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 0.1 ms)에서만 적용됩니다. 도트당 평균 순방향 전류는 디레이팅 계수를 가지며, 25°C에서 13 mA이고 주변 온도가 섭씨 1도 증가할 때마다 0.17 mA씩 선형적으로 감소합니다. 단일 도트에 인가할 수 있는 최대 역방향 전압은 5V입니다. 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C 및 유사한 보관 온도 범위로 정격되어 있습니다. 조립 시 최대 납땜 온도는 260°C이지만, 이는 부품의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16인치) 지점에서 최대 3초 동안만 적용되어 열적 손상을 방지해야 합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치들이 발광 강도에 따라 분류된다고 표시합니다. 이는 LED 제조에서 측정된 성능에 따라 부품을 그룹화하는 일반적인 빈닝 관행입니다. 이 발췌문에서 특정 빈 코드는 자세히 설명되지 않았지만, 이 관행은 일반적으로 각 유닛의 광 출력을 표준 전류에서 테스트하고 정의된 최소 및 최대 강도 범위(예: 빈 A: 3000-3500 µcd, 빈 B: 3500-4000 µcd)를 가진 빈으로 분류하는 것을 포함합니다. 이를 통해 설계자는 다중 유닛 디스플레이에서 일관된 밝기를 보장하는 부품을 선택할 수 있습니다. 발광 강도 매칭 비율(최대 2:1)에 대한 엄격한 사양은 시각적 균일성이라는 목표를 더욱 뒷받침합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기/광학 특성 곡선을 언급하지만, 제공된 텍스트에는 표시되지 않았습니다. 표준 LED 동작을 기반으로 볼 때, 순방향 전류(If)와 순방향 전압(Vf) 사이의 지수 관계를 보여주는 곡선이 예상됩니다. 또 다른 중요한 곡선은 발광 강도(Iv)를 순방향 전류(If)의 함수로 보여주는 것으로, 일반적으로 작동 범위 내에서 거의 선형 관계를 보입니다. 세 번째 중요한 곡선은 주변 온도(Ta)에 따른 발광 강도의 변화를 나타내며, 온도가 증가함에 따라 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. 이러한 곡선은 비표준 조건에서 장치의 동작을 이해하고 효율성과 수명을 위한 구동 회로를 최적화하는 데 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LTP-1557AKY는 표준 LED 디스플레이 패키지로 제공됩니다. 제공된 내용에는 패키지 치수 도면(표시되지 않음)이 언급되어 있으며, 모든 치수는 밀리미터로 지정되고 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.25 mm입니다. 물리적 설명에 따르면 장치는 회색 얼굴과 흰색 도트 색상을 가지며, 이는 각각 플라스틱 하우징과 각 LED 위의 확산 렌즈의 색상을 가리켜 대비를 향상시킵니다.

5.1 핀 연결 및 내부 회로

이 장치는 14핀 구성을 가지고 있습니다. 핀아웃은 명확하게 정의되어 있습니다: 핀들은 특정 행(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)의 애노드와 특정 열(1, 2, 3, 4, 5)의 캐소드로 할당됩니다. 행에 대해 공통 애노드 구성입니다. 즉, 특정 도트를 켜려면 해당 열 캐소드를 로우(싱크 전류)로 구동하고 해당 행 애노드를 하이(소스 전류)로 구동해야 합니다. 내부 회로도(언급되었지만 표시되지 않음)는 일반적으로 이 5x7 매트릭스 배열을 보여주며, 각 LED가 행(애노드) 라인과 열(캐소드) 라인의 교차점에 어떻게 연결되어 있는지 보여줍니다. 이 매트릭스 구조는 필요한 구동기 핀 수를 35개(개별 어드레싱 도트)에서 12개(5열 + 7행)로 크게 줄입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 조립 지침은 납땜 온도와 관련이 있습니다. 절대 최대 정격은 납땜 온도가 260°C를 초과해서는 안 되며, 이 온도는 최대 3초 동안만 적용되어야 함을 명시합니다. 이 온도의 측정 지점은 매우 중요합니다: 부품의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16인치)입니다. 이 지침은 과도한 열이 LED 칩과 내부 와이어 본드로 전달되어 열화 또는 고장을 일으킬 수 있는 것을 방지하기 위한 것입니다. 현대적인 조립을 위해, 이 장치는 리플로우 납땜 공정에 적합함을 시사하며, 온도 프로파일이 이러한 한계 내에 머물도록 신중하게 제어되는 조건에서입니다. 취급 시 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 보관 온도 범위(-35°C ~ +85°C)도 장치를 사용하지 않을 때 준수해야 합니다.

7. 적용 제안

7.1 대표적인 적용 시나리오

LTP-1557AKY는 영숫자 문자, 기호 또는 간단한 그래픽을 표시해야 하는 애플리케이션에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 산업용 기계의 상태 디스플레이(오류 코드, 기계 상태 또는 간단한 카운트 표시), 테스트 및 측정 장비의 판독값, 판매 시점(POS) 시스템의 디스플레이 패널, 의료 장치의 정보 디스플레이, 그리고 가전제품 또는 소비자 가전의 임베디드 시스템의 일부로 사용됩니다. 쌓을 수 있는 기능 덕분에 시계, 카운터 또는 간단한 메시징 보드와 같은 다중 숫자 디스플레이에 사용할 수 있습니다.

7.2 설계 고려사항 및 회로 인터페이스

이 디스플레이를 사용한 설계에는 멀티플렉싱이 가능한 마이크로컨트롤러 또는 전용 구동기 IC가 필요합니다. 매트릭스 디스플레이이기 때문에 일반적으로 한 번에 하나의 행만 순차 스캔에서 활성화됩니다. 시각 잔상이 안정된 이미지의 착시를 만듭니다. 구동 회로는 활성 행 애노드에 충분한 전류를 소싱하고 활성 열 캐소드에 필요한 전류를 싱크할 수 있어야 합니다. 각 열 캐소드 라인(또는 구동기 아키텍처에 따라 각 LED)에 전류 제한 저항은 작동 전류를 설정하기 위해 필수적이며, 일반적으로 연속 작동 시 도트당 약 20mA이지만, 원하는 밝기와 멀티플렉싱 듀티 사이클에 따라 조정 가능합니다. 멀티플렉싱 방식을 설계할 때 피크 전류 정격을 준수해야 합니다. 예를 들어, 듀티 사이클 1/7(일곱 행 중 하나씩 활성화)로 도트당 순간 전류는 동일한 평균 밝기를 달성하기 위해 더 높을 수 있지만, 펄스 조건에서 피크 전류 정격 60mA를 초과해서는 안 됩니다. 최대 정격 근처 또는 높은 주변 온도에서 작동할 경우 열 방출을 고려해야 합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LCD나 진공 형광 디스플레이(VFD)와 같은 다른 디스플레이 기술과 비교할 때, 이 LED 도트 매트릭스는 뚜렷한 장점을 제공합니다: 저조도 및 고주변광 조건 모두에서 우수한 밝기와 가시성, 더 넓은 작동 온도 범위, 더 빠른 응답 시간, 그리고 고체 상태 특성으로 인한 더 높은 신뢰성입니다. LED 도트 매트릭스 카테고리 내에서, 앰버 옐로우에 AlInGaP 기술을 사용하는 것은 GaAsP와 같은 오래된 기술에 비해 더 나은 효율성과 색상 안정성을 제공합니다. 특정 1.2인치 높이, 5x7 배열, 그리고 앰버 색상은 더 작거나 큰 디스플레이, 또는 다른 색상(예: 빨강, 초록)이나 배열 구성(예: 5x8, 8x8)을 가진 제품과 차별화됩니다.

9. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 발광 강도 테스트 조건에 언급된 1/16 듀티 사이클의 목적은 무엇인가요?

A: 1/16 듀티 사이클(짧은 펄스)은 테스트 중 LED 접합부의 가열을 방지하여 출력을 낮추지 않도록 하기 위해 사용됩니다. 이는 열적 영향 없이 특정 전류에서의 본질적인 밝기를 측정할 수 있게 합니다. 실제 멀티플렉싱 작동에서도 유사한 펄스 구동이 사용됩니다.

Q: 멀티플렉싱 없이 일정한 DC 전류로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 기술적으로는 가능합니다. 원하는 각 도트를 연속적으로 켜는 방식으로요. 그러나 이는 35개의 개별 구동 채널이 필요하고 훨씬 더 많은 전력을 소비할 것입니다. 멀티플렉싱이 표준이자 효율적인 방법입니다.

Q: 핀 목록에서 "애노드 행 4"(핀 5와 12)와 "캐소드 열 3"(핀 4와 11)에 대해 각각 두 개의 핀이 표시되어 있습니다. 이것은 오류인가요?

A: 이것은 오류가 아니라 설계상의 특징일 가능성이 높습니다. 동일한 전기적 노드(행 또는 열)에 대해 여러 핀을 사용하는 것은 매트릭스 디스플레이에서 흔한 일입니다. 이는 단일 핀/커넥터를 통한 전류 밀도를 낮추고, 신뢰성을 향상시키며, 패키지에서 기계적 대칭성을 제공하기 위한 것입니다. 내부적으로 이 핀들은 서로 연결되어 있습니다.

Q: 적절한 전류 제한 저항 값을 어떻게 계산하나요?

A: 공급 전압(Vcc), 도트당 원하는 순방향 전류(If, 예: 20mA), 그리고 LED의 전형 순방향 전압(Vf, 예: 2.6V)이 필요합니다. 공식은 R = (Vcc - Vf) / If 입니다. 멀티플렉싱 회로에서 Vcc는 활성 행 애노드에 인가되는 전압이고, 저항은 열 캐소드 측에 배치된다는 점을 기억하세요.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

네 개의 LTP-1557AKY 디스플레이를 사용하여 간단한 4자리 카운터를 설계하는 것을 고려해 보세요. 디스플레이들은 수평으로 쌓을 것입니다. 마이크로컨트롤러는 멀티플렉싱을 관리하도록 프로그래밍됩니다. 모든 디스플레이의 행 애노드에 병렬로 연결된 7개의 출력 핀을 가질 것입니다. 4세트의 5개 열 캐소드 핀(총 20핀)을 가질 것이지만, 이는 마이크로컨트롤러 I/O를 절약하기 위해 외부 시프트 레지스터나 포트 확장기로 관리할 수 있습니다. 펌웨어는 7개의 행을 순차적으로 활성화할 것입니다. 각 행에 대해, 네 자리 모두에 대한 해당 행의 패턴을 열 구동기에 출력합니다. 이 과정은 매우 빠르게(예: 초당 100번, 7개의 행 모두 스캔) 일어나서 인간의 눈은 안정된 4자리 숫자로 인지합니다. 각 열의 전류는 도트당 1/7 듀티 사이클을 고려하여 원하는 밝기를 달성하기 위해 저항으로 설정됩니다. 설계는 활성 펄스 동안 도트당 피크 전류가 60mA 정격을 초과하지 않도록 보장해야 합니다.

11. 작동 원리 소개

LTP-1557AKY는 반도체 p-n 접합에서의 전계발광 원리, 특히 AlInGaP 재료를 사용하여 작동합니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 층의 특정 구성이 방출되는 빛의 파장(색상), 이 경우 앰버 옐로우를 결정합니다. 5x7 매트릭스 배열은 효율적인 전기적 구성입니다. 각 LED는 7개의 행 라인(애노드) 중 하나와 5개의 열 라인(캐소드) 중 하나 사이에 연결됩니다. 특정 행에 양의 전압을 선택적으로 인가하고 특정 열을 접지함으로써, 해당 교차점에 있는 LED만 켜집니다. 컨트롤러는 모든 원하는 도트에 대해 이 과정을 빠르게 순차적으로 수행하여 문자를 형성합니다.

12. 기술 동향 및 맥락

LTP-1557AKY와 같은 개별 LED 도트 매트릭스 디스플레이는 높은 밝기와 견고성이 필요한 특정, 종종 산업용 애플리케이션에서 여전히 관련성이 있지만, 더 넓은 디스플레이 기술은 진화했습니다. 표면 실장 장치(SMD) LED 어레이와 내장 컨트롤러(I2C, SPI)가 있는 통합 LED 디스플레이 모듈은 이제 일반적이며, 더 작은 패키지에서 더 쉬운 통합과 더 높은 해상도를 제공합니다. 더 나아가, 유기 발광 다이오드(OLED)와 마이크로 LED 기술은 고밀도, 유연한 디스플레이를 위해 발전하고 있습니다. 그러나 가혹한 환경에서 간단하고, 신뢰할 수 있으며, 저비용의 문자 디스플레이 요구 사항에 대해서는, 이와 같은 기존의 스루홀 LED 도트 매트릭스가 계속해서 실행 가능하고 신뢰할 수 있는 솔루션으로 남아 있습니다. 여기서 사용된 AlInGaP 기술은 오래된 LED 재료에 비해 발전된 것으로, 더 나은 효율성과 색상 성능을 제공합니다.