LTP-2057AKY LED 도트 매트릭스 디스플레이 데이터시트 - 2.0인치(50.8mm) 높이 - AlInGaP 앰버 옐로우 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-2057AKY는 영숫자 문자 표시를 위해 설계된 단색 도트 매트릭스 디스플레이 모듈입니다. 이 디스플레이의 주요 기능은 다양한 전자 장치에서 명확하고 가독성 높은 문자 및 기호 표시를 제공하는 것입니다. 이 디스플레이의 핵심 기술은 앰버 옐로우 스펙트럼에서 고효율 빛을 생성하는 것으로 알려진 Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) 반도체 재료를 LED 칩에 사용하는 것입니다. 이 장치는 회색 전면과 흰색 도트 색상을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다.

이 디스플레이는 5열 7행 매트릭스로 구성되어 총 35개의 개별 주소 지정 가능한 도트를 제공합니다. 이 구성은 ASCII 문자와 간단한 기호를 표시하는 데 표준입니다. "2.0인치" 사양은 문자 높이를 의미하며, 50.8밀리미터로, 정보를 적당한 거리에서 읽어야 하는 응용 분야에 적합합니다. 이 장치는 X-Y(행-열) 선택 원리로 작동하여 개별 도트를 효율적으로 제어하기 위한 멀티플렉싱 구동을 가능하게 합니다.

2. 기술 파라미터 심층 해석

2.1 광도 및 광학적 특성

핵심 광도 파라미터는 평균 발광 강도(Iv)로, 32mA 펄스 전류와 1/16 듀티 사이클의 테스트 조건에서 일반적으로 3600 마이크로칸델라(µcd)의 값을 가집니다. 이는 실내 및 많은 실외 응용 분야에 적합한 높은 밝기 수준을 나타냅니다. 주 파장(λd)은 592 나노미터(nm)로 지정되어 방출되는 빛을 가시 스펙트럼의 앰버 옐로우 영역에 확실히 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm로, 이는 방출되는 빛의 파장 대역의 스펙트럼 순도 또는 좁음을 설명합니다. 더 작은 값은 더 단색광에 가까운 광원을 나타냅니다. 이 장치는 높은 밝기와 높은 대비 덕분에 우수한 문자 외관을 제공하며, 이는 특징에서 강조된 바와 같습니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 특성은 디스플레이의 작동 경계와 조건을 정의합니다. 세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 순방향 전류(If) 20mA에서 일반적으로 2.6V입니다. 더 높은 80mA 펄스 전류에서는 Vf가 일반적으로 2.8V로 증가합니다. 이 양의 온도 계수는 LED 동작에 정상적인 현상입니다. 역전압(Vr) 5V가 인가될 때 모든 도트의 역전류(Ir)는 최대 100 마이크로암페어(µA)로, 이는 오프 상태에서의 누설 전류를 나타냅니다. 발광 강도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되어 있으며, 이는 어레이에서 가장 밝은 도트와 가장 어두운 도트 사이의 밝기 차이가 이 비율을 초과하지 않아야 함을 의미하여 균일한 외관을 보장합니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 고려사항

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 지정합니다. 도트당 평균 소비 전력은 70 밀리와트(mW)를 초과해서는 안 됩니다. 도트당 피크 순방향 전류 정격은 60mA이며, 도트당 평균 순방향 전류는 25°C에서 25mA입니다. 중요한 것은, 이 평균 전류 정격은 25°C 이상에서 섭씨 1도당 0.33 mA씩 선형적으로 감소합니다. 이 디레이팅 곡선은 열 관리 설계에 필수적입니다. 주변 온도가 상승함에 따라 과열을 방지하고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 최대 허용 연속 전류를 감소시켜야 합니다. 작동 및 저장 온도 범위는 -35°C에서 +85°C로, 사용 및 비작동을 위한 환경 조건을 정의합니다. 최대 솔더링 온도는 최대 3초 동안 260°C로, 이는 표준 리플로우 솔더링 프로파일 요구 사항입니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

디스플레이 패키지의 물리적 치수는 상세 도면(데이터시트 참조)에 제공됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 공차 ±0.25 mm로 밀리미터 단위로 지정됩니다. 여기에는 전체 길이, 너비, 높이, 핀 간 간격 및 패키지 가장자리와 관련된 도트 매트릭스 영역의 위치가 포함됩니다. 패키지는 5x7 LED 어레이를 수용하고 핀을 통해 기계적 구조와 전기적 연결을 제공합니다.

4. 핀 연결 및 내부 회로

이 장치는 14핀 구성을 가지고 있습니다. 핀아웃은 명확하게 정의되어 있습니다. 핀은 특정 열의 애노드와 특정 행의 캐소드로 할당됩니다. 예를 들어, 핀 1은 행 5의 캐소드이고, 핀 3은 열 2의 애노드입니다. 이 특정 배열은 외부 구동 회로 설계에 매우 중요합니다. 내부 회로도는 LED 도트가 공통 캐소드 매트릭스 구성으로 배열되어 있음을 보여줍니다. 각 LED의 애노드는 열 라인에 연결되고, 그 캐소드는 행 라인에 연결됩니다. 특정 도트를 점등하려면 해당 열 라인을 하이(애노드 양극)로 구동하고 해당 행 라인을 로우(캐소드 접지)로 구동해야 합니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

데이터시트는 조립 공정을 위한 핵심 파라미터인 솔더 온도를 제공합니다. 이 장치는 패키지의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16인치)에서 측정 시 최대 3초 동안 최대 260°C의 온도를 견딜 수 있습니다. 이 정보는 리플로우 솔더링 오븐 프로파일을 설정하는 데 매우 중요합니다. 피크 온도가 약 250°C인 표준 무연 리플로우 프로파일이 일반적으로 호환됩니다. 이 한계 이상의 온도에 장시간 노출되면 내부 와이어 본딩, LED 칩 또는 플라스틱 패키지 재료가 손상될 수 있습니다.

6. 응용 제안

6.1 대표적인 응용 시나리오

이 5x7 도트 매트릭스 디스플레이는 단순하고 고정 폰트의 영숫자 판독이 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 설정값, 상태 코드 또는 오류 메시지를 표시하는 산업용 제어 패널이 있습니다. 테스트 및 측정 장비, 오래된 오디오 장비나 가전제품과 같은 소비자 가전, 다양한 계기판에서 찾아볼 수 있습니다. 그 앰버 옐로우 색상은 순수한 녹색이나 파란색에 비해 저조도 환경에서 가시성이 좋고 인지된 밝기 부담이 낮아 종종 선택됩니다.

6.2 설계 시 고려사항

이 디스플레이를 사용한 설계는 구동 회로에 세심한 주의가 필요합니다. 멀티플렉싱 매트릭스이기 때문에 행과 열을 순차적으로 스캔하기 위해 마이크로컨트롤러 또는 전용 디스플레이 드라이버 IC가 필요합니다. LED의 순방향 전류를 설정하기 위해 각 열(애노드) 라인에 전류 제한 저항이 필수적이며, 일반적으로 권장되는 20mA 평균값으로 설정됩니다. 제품 외장 내 예상 최대 주변 온도를 기반으로 순방향 전류에 대한 디레이팅 곡선을 준수해야 합니다. 상한 온도 근처에서 작동하는 경우 방열판 또는 환기가 필요할 수 있습니다. 멀티플렉싱 방식은 또한 명백한 밝기에 영향을 미칩니다. LED당 감소된 켜짐 시간을 보상하기 위해 더 높은 듀티 사이클 또는 피크 전류를 사용할 수 있지만, 항상 절대 최대 정격 내에서 사용해야 합니다.

7. 기술 비교 및 차별화

LTP-2057AKY의 주요 차별화 요소는 AlInGaP LED 기술의 사용입니다. 앰버/옐로우에 사용되는 표준 Gallium Phosphide (GaP) LED와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공합니다. 이는 동일한 구동 전류에서 더 높은 밝기 또는 동일한 밝기 수준에서 더 낮은 전력 소비로 이어집니다. "고휘도 및 고대비" 특징은 바로 이 재료적 이점의 직접적인 결과입니다. 흰색 도트가 있는 회색 전면은 대비비를 더욱 향상시켜 문자를 더 선명하고 명확하게 보이게 하며, 특히 밝은 조명 조건에서 그렇습니다.

8. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 발광 강도 테스트 조건에서 1/16 듀티 사이클의 목적은 무엇입니까?
A: 1/16 듀티 사이클(예: 펄스)은 디스플레이가 멀티플렉싱 작동을 위해 설계되었기 때문에 사용됩니다. 5x7 매트릭스에서 일반적인 멀티플렉싱 방식은 한 번에 한 행씩 스캔할 수 있습니다. 모든 7개의 행이 동등하게 스캔되면 각 행(따라서 각 LED)은 약 1/7의 시간 동안 활성화됩니다. 테스트의 1/16 듀티는 단일 LED가 짧게 켜졌을 때의 피크 밝기를 측정하기 위한 표준화된 조건으로, 멀티플렉싱 시스템에서 인지되는 밝기와 관련이 있습니다.

Q: 두 가지 다른 전류 값을 가진 순방향 전압 사양을 어떻게 해석해야 합니까?
A: 순방향 전압(Vf)은 상수가 아닙니다. 전류가 증가함에 따라 증가합니다. 데이터시트는 두 가지 데이터 포인트를 제공합니다. 표준 작동 전류(20mA)에서의 일반적인 값과 멀티플렉싱 시스템에서 더 높은 인지 밝기를 달성하기 위해 사용될 수 있는 더 높은 펄스 전류(80mA)에서의 다른 값입니다. 설계자는 특히 더 높은 펄스 전류를 사용할 때 드라이버 회로가 필요한 전압을 제공할 수 있는지 확인해야 합니다.

Q: 왜 25°C 이상에서 전류 디레이팅이 필요합니까?
A: LED는 내부적으로 열을 발생시킵니다. 반도체 접합에는 최대 작동 온도가 있습니다. 주변 온도가 상승함에 따라 패키지가 이 내부 열을 발산하는 능력이 감소합니다. 접합 온도가 안전 한계를 초과하는 것을 방지하기 위해(이는 수명을 급격히 단축시키거나 즉시 고장을 일으킬 수 있음) 최대 허용 연속 전류를 감소시켜야 합니다. 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수는 이 감소를 위한 지침을 제공합니다.

9. 실용적인 설계 및 사용 사례

디지털 판독이 가능한 간단한 온도 컨트롤러를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 마이크로컨트롤러는 온도 센서를 읽고 제어 알고리즘을 수행하며 LTP-2057AKY 디스플레이를 구동하여 현재 온도(예: "23 C")를 표시합니다. 적절한 전류 싱크 및 소싱 기능으로 구성된 마이크로컨트롤러의 I/O 포트는 전류 제한 저항을 통해 디스플레이의 행과 열에 연결됩니다. 펌웨어는 스캐닝 루틴을 구현합니다. 한 행 라인을 로우(활성)로 설정하면서 해당 행에 대한 패턴을 다섯 개의 열 라인에 배치하고, 짧은 시간을 기다린 다음 다음 행으로 이동합니다. 이 사이클이 빠르게 반복되어 지속적인 시각적 이미지를 생성합니다. 앰버 색상은 제어판에서 명확한 가시성을 제공합니다. 설계자는 Vf 강하와 마이크로컨트롤러의 출력 전압을 고려하여 공급 전압과 원하는 LED 전류(예: 20mA)를 기반으로 저항 값을 계산해야 합니다.

10. 원리 소개

작동 원리는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광을 기반으로 합니다. AlInGaP LED 칩에 걸쳐 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)에 해당합니다. 이 경우 592 nm의 앰버 옐로우입니다. 투명한 GaAs 기판은 더 많은 빛이 빠져나가도록 하여 더 높은 외부 효율에 기여합니다. 5x7 매트릭스 배열은 사용 가능한 35개의 도트 중 일부를 선택적으로 점등하여 문자를 형성하는 실용적인 방법입니다.

11. 발전 동향

LTP-2057AKY와 같은 개별 5x7 도트 매트릭스 디스플레이는 특정 응용 분야에서 계속 사용되고 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 추세는 통합 모듈로 이동했습니다. 여기에는 전체 도트 주소 지정 가능 그래픽, 더 높은 해상도 및 더 복잡한 정보 표시 능력을 제공하는 LCD(액정 디스플레이) 및 OLED(유기 발광 다이오드)가 포함됩니다. LED 기반 영숫자 디스플레이의 경우, 표면 실장 장치(SMD) 패키지 및 통합 컨트롤러가 있는 다중 숫자 모듈이 더 일반화되어 설계 및 조립을 단순화했습니다. 그러나 LED의 근본적인 장점인 높은 밝기, 긴 수명 및 견고함은 특히 가혹한 환경이나 직사광선에서 가시성이 필요한 경우 계속해서 관련성을 유지하도록 보장합니다. AlInGaP 재료 시스템 자체는 효율성에서 지속적인 개선을 보았으며, 청록색/녹색/백색용 InGaN 및 적색/앰버용 AlInGaP와 같은 더 효율적인 재료로 크게 대체되었지만, 고휘도 가시광 LED 개발에서 중요한 역사적 단계를 나타냅니다.