LTP-14088KD-J LED 도트 매트릭스 디스플레이 데이터시트 - 1.50인치 높이 - 하이퍼 레드 650nm - 순방향 전압 2.6V - 소비 전력 70mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-14088KD-J는 고체 상태의 단일 평면 8x8 도트 매트릭스 LED 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 주요 기능은 컴팩트하고 신뢰할 수 있는 형식으로 영숫자 및 기호 문자 표시 기능을 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 GaAs 기판 위에 에피택셜 성장된 첨단 AS-AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 하이퍼 레드 LED 칩을 사용한다는 점에 있습니다. 이 기술은 기존의 표준 GaAsP와 같은 기술에 비해 적색 발광에 있어 우수한 발광 효율과 색 순도를 제공합니다. 디스플레이는 흰색 도트 색상의 검정색 전면을 특징으로 하여 가독성을 위한 탁월한 대비를 제공합니다. 저전력 소비를 위해 설계되었으며 넓은 시야각을 제공하여 선명한 가시성이 가장 중요한 다양한 정보 표시 애플리케이션에 적합합니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되어 단위 간 밝기 일관성을 보장하며, RoHS 지침을 준수하는 무연 포맷으로 포장되어 있습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광도 및 광학적 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 1/16 듀티 사이클에서 평균 순방향 전류 32mA의 표준 테스트 조건에서, 도트당 일반적인 평균 광도는 2475 µcd(마이크로칸델라)이며, 지정된 최소값은 1020 µcd입니다. 최대 발광 파장(λp)은 일반적으로 650 나노미터(nm)로, 진한 적색 스펙트럼 범위에 속합니다. 주 파장(λd)은 639 nm로 지정되어 있습니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20 nm로, 상대적으로 좁은 대역폭과 순수한 색상 발광을 나타냅니다. 디스플레이 균일성을 위한 중요한 파라미터는 광도 매칭 비율로, 유사한 광역 내 도트에 대해 최대 2:1로 지정됩니다. 이는 그룹 내 가장 밝은 도트가 가장 어두운 도트보다 두 배 이상 밝지 않아야 함을 의미하며, 매트릭스 전체에 걸쳐 허용 가능한 시각적 일관성을 보장합니다.

2.2 전기적 특성

전기적 파라미터는 동작 한계와 전력 요구사항을 정의합니다. 단일 LED 도트의 순방향 전압(VF)은 구동 전류에 따라 2.1V에서 2.8V 사이입니다. 표준 테스트 전류 20mA에서 VF 범위는 2.1V(최소)에서 2.6V(최대)입니다. 더 높은 피크 전류 80mA에서는 이 범위가 2.3V에서 2.8V로 이동합니다. 역전압(VR) 5V가 인가될 때, 모든 세그먼트의 역전류(IR)는 최대 100 µA입니다. 이러한 파라미터는 적절한 정전류 또는 멀티플렉스 구동 회로를 설계하는 데 중요합니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 고려사항

절대 최대 정격을 준수하는 것은 장치의 신뢰성과 수명에 필수적입니다. 도트당 평균 소비 전력은 70 밀리와트(mW)를 초과해서는 안 됩니다. 도트당 피크 순방향 전류 정격은 90 mA이지만, 이는 주파수 1 kHz 및 듀티 사이클 18%의 펄스 조건에서 지정됩니다. 도트당 평균 순방향 전류는 디레이팅 곡선을 가지며, 25°C에서 25 mA이고 주변 온도가 섭씨 1도 증가할 때마다 0.28 mA씩 선형적으로 감소합니다. 이 장치는 -35°C에서 +105°C의 온도 범위 내에서 작동 및 저장될 수 있습니다. 조립 시, 납땜 조건은 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 지점에서 260°C, 3초로 지정됩니다.

3. 빈닝 및 분류 시스템

LTP-14088KD-J는 주로 광도를 위한 분류 시스템을 사용합니다. 특징 및 전기적 특성에 명시된 바와 같이, 장치는 측정된 평균 광 출력을 기준으로 빈닝됩니다. 데이터시트는 최소값(1020 µcd)과 일반값(2475 µcd)을 제공하며, 이는 생산 부품이 실제 광도에 따라 테스트되고 그룹화되어 서로 다른 출력 등급 또는 카테고리로 분류될 가능성이 있음을 시사합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 맞는 일관된 밝기의 부품을 선택할 수 있습니다. 문서가 파장이나 순방향 전압에 대한 명시적인 빈을 지정하지는 않지만, 이러한 파라미터(예: VF, λp)에 대해 제공된 최소/최대 범위는 모든 출하 단위에 대한 허용 한계를 정의하여 기능적으로 호환 가능한 범위 내에 있도록 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 전기/광학적 특성 곡선 섹션을 참조합니다. 특정 그래프는 텍스트 발췌문에 제공되지 않지만, 전체 데이터시트에 일반적으로 포함되는 이러한 곡선은 설계에 매우 중요합니다. 일반적으로 포함되는 내용은 다음과 같습니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주어, 원하는 밝기와 효율을 위한 구동 전류를 최적화하는 데 도움을 줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:소비 전력 계산 및 구동 회로용 전원 공급 장치 설계에 필수적입니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:온도가 상승함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여주며, 다양한 열 환경에서의 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:650nm 피크를 중심으로 다양한 파장에 걸쳐 방출되는 빛의 강도를 보여주는 그래프입니다.

설계자는 이러한 곡선을 참조하여 전류, 전압, 온도 및 광 출력 간의 비선형 관계를 이해하고 견고한 시스템 설계를 가능하게 해야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 물리적 치수 및 공차

이 장치는 매트릭스 높이가 1.50인치(37.0 mm)입니다. 패키지 도면(텍스트에서 참조되지만 자세히 설명되지 않음)은 PCB 풋프린트 설계를 위한 전체 길이, 너비, 높이 및 핀 간격을 포함한 중요한 치수를 제공할 것입니다. 언급된 주요 공차에는 대부분의 치수에 대해 ±0.25mm, 핀 끝 이동 공차 ±0.4mm, LED 세그먼트 내 이물질, 잉크 오염, 굽힘 및 기포에 대한 제한(밀 단위로 지정)이 포함됩니다. 이는 기계적 신뢰성과 일관된 광학적 외관을 보장합니다.

5.2 핀 구성 및 내부 회로

디스플레이는 16핀 구성을 가지고 있습니다. 핀아웃은 명확하게 정의되어 있습니다: 핀 1, 2, 5, 7, 8, 9, 12, 14는 특정 행의 캐소드(예: 캐소드 행 1, 2, 3...8)에 연결됩니다. 핀 3, 4, 6, 10, 11, 13, 15, 16은 특정 열의 애노드(예: 애노드 열 1, 2, 3...8)에 연결됩니다. 내부 회로도는 8x8 매트릭스에 대한 표준 공통 캐소드 구성을 보여줍니다. 64개의 LED(도트) 각각은 하나의 애노드 열 라인과 하나의 캐소드 행 라인의 교차점에서 형성됩니다. 특정 도트를 점등하려면 해당 애노드 핀을 하이(전류 제한 저항과 함께)로 구동하고 해당 캐소드 핀을 로우로 풀다운해야 합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 조립 지침은 납땜 공정을 위한 것입니다. 이 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(1.6mm) 지점의 납땜 온도가 260°C를 3초 이상 초과하지 않는 조건에서 웨이브 또는 리플로우 납땜을 견딜 수 있습니다. 이는 무연 납땜을 위한 표준 IPC 준수 프로파일입니다. 설계자는 LED 칩이나 플라스틱 패키지 손상을 방지하기 위해 PCB 조립 공정이 이 열 프로파일을 준수하도록 해야 합니다. 넓은 저장 및 작동 온도 범위(-35°C ~ +105°C)는 다양한 환경에서의 취급 및 사용에 유연성을 제공하지만, 취급 중에는 항상 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 8x8 도트 매트릭스 디스플레이는 컴팩트하고 중저해상도의 영숫자 또는 단순 그래픽 디스플레이가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 산업용 제어판 상태 표시기, 단순 메시지 보드, 테스트 및 측정 장비 판독값, 교육용 전자 키트 및 프로토타입 장치가 있습니다. 표준 문자 코드(ASCII)와의 호환성으로 마이크로컨트롤러와의 인터페이스를 통한 텍스트 표시가 간편합니다.

7.2 주요 설계 고려사항

• 구동 회로:디스플레이는 매트릭스 구조로 인해 멀티플렉스 구동이 필요합니다. 충분한 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러 또는 전용 LED 드라이버 IC(MAX7219 또는 HT16K33 등)를 사용하여 행과 열을 순차적으로 스캔해야 합니다. 구동기 설계 시 피크 전류 정격(90mA 펄스)을 준수해야 합니다.
• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 각 애노드 열에 필수적이며(또는 드라이버 IC에 통합), 듀티 사이클에 따라 일반적으로 평균 밝기를 위해 20-32mA 사이로 LED의 순방향 전류를 설정합니다.
• 소비 전력:도트당 70mW 한계와 온도에 따른 전류 디레이팅은 최악의 작동 조건, 특히 여러 도트가 장시간 동시에 점등되는 경우에 대해 계산되어야 합니다.
• 시야각:넓은 시야각은 유리하지만, 최종 사용자를 위해 디스플레이가 올바르게 배향되도록 기계적 외함 설계 시 고려해야 합니다.
• 스태킹:수평으로 쌓을 수 있는 기능은 더 넓은 다중 문자 디스플레이를 생성하기 위한 기계적 호환성을 의미하며, PCB 설계에서 신중한 정렬과 상호 연결이 필요합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTP-14088KD-J의 주요 차별화 요소는 AlInGaP 하이퍼 레드 LED 기술의 사용입니다. 표준 GaAsP 또는 GaP와 같은 기존 적색 LED 기술과 비교할 때, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공합니다. 이는 더 낮은 구동 전류에서 동일하거나 더 큰 광 출력(µcd로 측정)을 생성할 수 있음을 의미하며, 이는 "저전력 요구사항" 기능에 직접 기여합니다. 또한 일반적으로 더 포화되고 순수한 적색(약 650nm)을 더 나은 일관성으로 제공합니다. 유사한 물리적 크기의 다른 8x8 디스플레이와 비교할 때, 분류된 광도와 RoHS 준수는 품질을 중시하고 환경 규제가 있는 시장에서 추가적인 경쟁 우위입니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 최대 파장(650nm)과 주 파장(639nm)의 차이는 무엇인가요?

A: 최대 파장은 방출된 광 전력이 가장 큰 파장입니다. 주 파장은 방출된 빛의 지각된 색상과 일치하는 단일 파장의 단색광입니다. 약간의 차이는 정상이며 LED의 방출 스펙트럼 형태를 설명합니다.

Q: 드라이버 IC 없이 5V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 직접 연결은 권장되지 않습니다. 순방향 전압은 약 2.6V이지만 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 더 중요한 것은, MCU 핀에서 직접 8x8 매트릭스를 구동하는 것은 비효율적이며 MCU의 전류 공급/싱크 능력을 초과할 것입니다. 전용 멀티플렉싱 드라이버가 거의 항상 필요합니다.

Q: 광도 테스트 조건에서 "1/16 듀티"는 무엇을 의미하나요?

A: LED가 시간의 1/16 동안 켜지고 15/16 동안 꺼짐을 의미합니다. 지정된 광도는 이 조건에서 측정된 평균값입니다. 멀티플렉스된 8x8 디스플레이에서 각 행은 일반적으로 시간의 1/8 동안 활성화되므로(1/8 듀티), 원하는 평균 밝기를 달성하기 위해 구동 전류를 조정해야 할 수 있습니다.

Q: 2:1 광도 매칭 비율을 어떻게 해석해야 하나요?

A: 이는 균일성 사양입니다. 이는 동일한 조건에서 측정할 때 LED 그룹(예: 매트릭스의 모든 도트) 내에서 가장 밝은 도트가 가장 어두운 도트보다 두 배 이상 밝지 않을 것임을 의미합니다. 이는 합리적으로 균일한 외관을 보장합니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 예시

온도 모니터용 단일 문자 디스플레이 설계를 고려해 보십시오. 마이크로컨트롤러가 센서를 읽고 0에서 99까지의 숫자를 표시해야 합니다. 두 개의 LTP-14088KD-J 디스플레이를 수평으로 쌓을 수 있습니다. 마이크로컨트롤러는 SPI 또는 I2C LED 드라이버 IC를 통해 디스플레이를 멀티플렉스합니다. 드라이버 IC는 행 스캐닝과 열 데이터 시프팅을 처리하며, 마이크로컨트롤러 메모리에 저장된 문자 폰트를 기반으로 각 열에 대한 올바른 애노드 전류 패턴을 제공하면서 캐소드 행을 순차적으로 로우로 풀다운합니다. 구동 전류는 외부 저항을 통해 예를 들어 도트당 평균 25mA로 설정되어 70mW 소비 전력 한계 내에서 작동하도록 합니다. 검정색 전면은 실내 패널에서 좋은 대비를 제공합니다. 외함이 높은 주변 온도에 도달할 수 있는 경우 광 출력이 감소하고 전류를 디레이팅해야 할 수 있으므로 설계에 열 관리가 포함되어야 합니다.

11. 동작 원리 소개

LTP-14088KD-J는 발광 다이오드(LED)의 기본 원리에 따라 작동합니다. 개별 LED 접합부(애노드에서 캐소드)에 다이오드의 문턱값(약 2.1-2.6V)을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, AlInGaP 반도체 칩의 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합합니다. 이 재결합은 광자의 형태로 에너지를 방출하며, 반도체 재료의 밴드갭 특성에 따른 파장의 빛을 생성합니다. 이 경우 약 650nm의 적색광입니다. 8x8 매트릭스 구조는 64개의 개별 LED 칩을 격자 패턴으로 연결하여 형성됩니다. 외부 전자 장치는 이 격자를 제어하기 위해 멀티플렉싱 기술을 사용합니다. 어느 행 캐소드가 활성화(접지에 연결)되고 어느 열 애노드에 전류가 공급되는지를 빠르게 전환(스캐닝)함으로써, 시각 잔상을 통해 안정적인 이미지의 착시를 생성합니다. 이 방법은 필요한 제어 핀 수를 64개(LED당 하나)에서 단 16개(8행 + 8열)로 크게 줄입니다.

12. 기술 동향 및 맥락

LTP-14088KD-J와 같은 개별 LED 도트 매트릭스 디스플레이는 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타냅니다. OLED나 고해상도 LCD와 같은 새로운 디스플레이 기술이 더 세밀한 디테일과 풀 컬러를 제공하지만, LED 도트 매트릭스는 고휘도, 넓은 시야각, 극도의 신뢰성, 긴 수명, 단순성 및 넓은 온도 범위에서의 작동이 필요한 애플리케이션에서 강력한 위치를 유지하고 있으며, 종종 더 낮은 비용으로 제공됩니다. 이 부문 내 동향은 더 높은 효율의 LED(여기서 사용된 AlInGaP와 같은), 더 낮은 전력 소비, 무연 및 환경 친화적인 패키징, 그리고 때로는 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 향하고 있지만, 이와 같은 스루홀 타입은 프로토타이핑 및 특정 산업용 용도에서 여전히 인기가 있습니다. 핵심 멀티플렉싱 구동 원리는 표준으로 남아 있지만, 현대 통합 드라이버 칩은 내장 문자 폰트, 밝기 제어 및 더 간단한 디지털 인터페이스(SPI/I2C)와 같은 더 많은 기능을 제공합니다.