LTP-2157AKS 5x7 도트 매트릭스 LED 디스플레이 데이터시트 - 2.0인치 높이 - AlInGaP 노란색 - 2.6V 순방향 전압 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-2157AKS는 영숫자 문자 표시를 위해 설계된 단색 도트 매트릭스 디스플레이 모듈입니다. 이 제품의 주요 기능은 간단한 판독값, 표시기 또는 기본 메시징 시스템과 같은 정보 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 선명하고 밝은 시각적 출력을 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 호박색/노란색/적색 스펙트럼에서 고효율 발광으로 알려진 Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) 반도체 기술을 LED 칩에 활용한다는 점입니다. 디스플레이는 ASCII 문자 및 기호를 표현하는 표준인 5x7 배열 구성을 특징으로 합니다. 물리적 설계는 검정색 전면과 흰색 도트 색상을 통합하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 이 제품은 신뢰할 수 있고 복잡도가 낮은 디스플레이 솔루션이 필요한 임베디드 시스템 설계자, 산업용 제어판 제조업체 및 소비자 가전 개발자를 대상으로 합니다.

2. 기술 파라미터 심층 목적 해석

2.1 광도 및 광학적 특성

핵심 광도 파라미터는 평균 발광 강도(Iv)로, 32mA 펄스 전류와 1/16 듀티 사이클의 테스트 조건에서 일반값 3600 마이크로칸델라(μcd)로 지정됩니다. 이는 실내 및 많은 실외 애플리케이션에 적합한 고휘도 출력을 나타냅니다. 피크 발광 파장(λp)은 588 nm이고, 주 파장(λd)은 587 nm로, 방출되는 빛을 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 확실히 위치시킵니다. 15 nm의 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 최소한의 스펙트럼 확산을 가진 상대적으로 순수한 색상을 나타냅니다. 세그먼트 간 발광 강도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되어 디스플레이 전체에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

주요 전기적 특성은 세그먼트당 순방향 전압(Vf)으로, 테스트 전류(If) 20mA에서 일반값 2.6V, 최대값 2.6V를 가집니다. 이는 구동 회로 설계에 있어 중요한 파라미터입니다. 절대 최대 정격은 동작 한계를 정의합니다: 도트당 평균 순방향 전류 25 mA (25°C 이상에서 0.28 mA/°C로 선형 감소), 도트당 피크 순방향 전류 60 mA, 도트당 역방향 전압 5 V. 이 정격을 초과하면 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다. 역방향 전류(Ir)는 5V 역바이어스에서 최대 100 μA로 지정됩니다.

2.3 열 및 환경 특성

이 장치는 동작 온도 범위 -35°C ~ +105°C와 동일한 저장 온도 범위로 정격이 지정되었습니다. 이 넓은 범위는 가혹한 환경에서의 신뢰성을 보장합니다. 전력 소산 한계는 도트당 평균 70 mW입니다. 순방향 전류에 대한 감소 계수(0.28 mA/°C)는 과열을 방지하고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 주변 온도가 높은 상태에서 안전한 동작 전류를 계산하는 데 필수적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제공된 데이터시트는 파장, 플럭스 또는 전압에 대한 공식적인 빈닝 시스템을 명시적으로 상세히 설명하지 않습니다. 그러나 사양은 발광 강도(최소 2100 μcd, 일반 3600 μcd) 및 순방향 전압(최소 2.05V, 일반/최대 2.6V)과 같은 주요 파라미터에 대한 최소값, 일반값 및 최대값을 제공합니다. 실제로 제조업체는 생산 로트 내 일관성을 보장하기 위해 측정된 성능을 기반으로 제품을 빈으로 그룹화하는 경우가 많습니다. 설계자는 애플리케이션에 엄격한 파라미터 매칭이 필요한 경우 구체적인 빈닝 정보를 위해 제조업체에 문의해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 마지막 페이지에 '일반적인 전기/광학 특성 곡선'을 언급합니다. 특정 그래프는 본문에 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 곡선에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):이 그래프는 LED의 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으킬 수 있으므로 정전류 드라이버 설계에 매우 중요합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류:이 곡선은 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 동작 범위 내에서 대략 선형 관계를 가지며, 매우 높은 전류에서 효율이 떨어지기 전까지 유지됩니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:이 그래프는 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여줍니다. AlInGaP LED의 경우, 일반적으로 온도가 상승함에 따라 발광 강도가 감소합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 약 588 nm에서 피크와 15 nm 반폭을 보여 색상 순도를 확인시켜 줍니다.

이러한 곡선은 비표준 조건에서 장치의 동작을 이해하고 성능과 수명을 최적화하기 위한 설계에 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

LTP-2157AKS는 스루홀 PCB 장착에 적합한 표준 듀얼 인라인 패키지(DIP) 형식으로 제공됩니다. 패키지 치수는 밀리미터 단위로 제공되며, 일반 공차는 ±0.25 mm입니다. 핵심 기계적 특징은 핀 팁의 이동 공차가 ±0.4 mm라는 점으로, 조립 중 PCB 홀 정렬에 중요합니다. 이 장치는 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하는 무연 패키지를 사용합니다. 물리적 외관은 검정색 전면과 흰색 도트가 특징이며, 이는 주변광을 흡수하고 점등되지 않은 영역을 더 어둡게 보이게 하여 대비를 향상시키는 역할을 합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

절대 최대 정격 섹션은 구체적인 납땜 조건을 제공합니다: 이 장치는 패키지의 착석 평면 아래 1/16 인치(약 1.6 mm) 지점에서 측정하여 260°C의 납땜 온도에 3초 동안 노출될 수 있습니다. 이는 LED 칩이나 내부 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지하기 위해 웨이브 솔더링 또는 핸드 솔더링 공정에 있어 중요한 파라미터입니다. 조립 과정 중 최대 온도 정격을 초과하지 않도록 하는 것이 필수적입니다. 장치를 취급할 때는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

부품 번호는 LTP-2157AKS로 명확하게 식별됩니다. 데이터시트는 릴 수량, 튜브 개수 또는 트레이 구성과 같은 대량 패키징 세부 사항을 지정하지 않습니다. 대량 생산을 위해 엔지니어는 최소 주문 수량, 패키징 유형(예: 정전기 방지 튜브 또는 트레이) 및 라벨링 규칙에 대한 구체적인 사항을 얻기 위해 공급업체에 연락해야 합니다. '사양 번호'와 '시행일'은 기술 문서의 특정 개정판에 대한 추적성을 제공합니다.

8. 애플리케이션 제안

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 5x7 도트 매트릭스 디스플레이는 간단하고 가독성 있는 문자 출력이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 산업용 계기판(설정값, 상태 코드 또는 오류 메시지 표시용), 소비자 가전(전자레인지, 세탁기), 자판기 또는 판매 시점 단말기의 기본 정보 디스플레이, 교육용 전자 키트 등이 있습니다. 노란색은 주의 표시기나 높은 가시성이 필요한 곳에서 종종 선택됩니다.

8.2 설계 고려 사항

이 디스플레이를 사용한 설계는 내부 회로도에 표시된 것처럼 X-Y(매트릭스) 선택 아키텍처로 인해 멀티플렉싱된 드라이버 회로가 필요합니다. 핀 연결 테이블은 마이크로컨트롤러 또는 드라이버 IC를 올바르게 인터페이싱하는 데 필수적입니다. 핀 4 & 11과 핀 5 & 12는 내부적으로 연결되어 있으며, 이는 PCB 레이아웃 및 소프트웨어 스캔 루틴에서 고려되어야 합니다. 일관된 밝기를 유지하고 LED를 보호하기 위해 정전류 드라이버를 권장합니다. 설계는 특히 고온에서의 감소 계수를 고려하여 전류 및 전력 소산에 대한 절대 최대 정격을 준수해야 합니다. 일반 조건에서 이 저전력 장치에는 일반적으로 방열판이 필요하지 않습니다.

9. 기술 비교

다른 디스플레이 기술과 비교할 때, 이 AlInGaP 기반 LED 매트릭스는 뚜렷한 장점을 제공합니다. 오래된 GaAsP 또는 GaP LED에 비해 AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율과 밝기를 제공합니다. 간단한 7-세그먼트 디스플레이와 비교할 때, 5x7 도트 매트릭스는 영숫자 문자와 간단한 그래픽을 표시하는 데 있어 훨씬 더 큰 유연성을 제공합니다. 현대적인 LCD 또는 OLED와 대조할 때, 이 LED 매트릭스는 시야각, 밝기 및 견고성 측면에서 우수하지만, 유사한 디스플레이 영역에 대해 더 많은 전력을 소비하며 단일 색상으로 제한됩니다. 주요 차별화 요소는 단순성, 신뢰성 및 백라이트 없이 다양한 조명 조건에서 높은 가시성입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 순방향 전류가 듀티 사이클(1/16)로 지정된 이유는 무엇입니까?

A: 디스플레이는 멀티플렉싱 구동 방식을 사용합니다. 예를 들어, 도트당 평균 전류 5 mA를 달성하기 위해 드라이버는 짧은 시간(스캔 사이클의 1/16) 동안 더 높은 피크 전류(예: 80 mA)를 인가합니다. 이를 통해 인지된 밝기를 유지하고 평균 전력 소산 한계 내에 머물면서 모든 도트를 순차적으로 어드레싱할 수 있습니다.

Q: 이 디스플레이를 정전압 소스로 구동할 수 있습니까?

A: 권장하지 않습니다. LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전압에는 공차가 있으며 온도에 따라 변합니다. 정전압으로 구동하면 Vf가 사양의 낮은 끝에 있을 경우 과전류 위험이 있어 수명 단축 또는 고장을 초래할 수 있습니다. 항상 전류 제한 저항 또는 바람직하게는 정전류 드라이버를 사용하십시오.

Q: 내부적으로 연결된 핀(4/11 및 5/12)의 목적은 무엇입니까?

A> 이러한 내부 연결은 반도체 다이를 패키지 리드에 본딩하는 것을 단순화하고 매트릭스 내부의 전류 분배 균형을 맞추는 데 도움이 될 가능성이 있습니다. 사용자 관점에서, 동일한 전기적 노드에 대한 여러 연결 지점을 제공하여 PCB 레이아웃에 유연성을 제공할 수 있습니다.

11. 실제 사용 사례

설정값과 실제 온도 판독값이 있는 간단한 온도 컨트롤러를 설계하는 것을 고려해 보십시오. LTP-2157AKS는 "SET 75" 및 "ACT 72"와 같은 값을 표시할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러는 7개의 행과 5개의 열을 스캔할 것입니다. 펌웨어는 각 문자(예: 'S', 'E', 'T')를 점등할 35개 도트(5x7)의 특정 패턴으로 변환하는 폰트 맵을 포함할 것입니다. 드라이버 회로(개별 트랜지스터 또는 전용 LED 드라이버 IC로 구성될 수 있음)는 마이크로컨트롤러의 GPIO 핀을 기반으로 선택된 열 캐소드를 통해 전류를 싱크하고 선택된 행 애노드에 전류를 소싱할 것입니다. 높은 밝기는 제어판에서 멀리서도 디스플레이를 읽을 수 있도록 보장합니다.

12. 원리 소개

이 장치는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리로 작동합니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 재료 시스템은 직접 밴드갭 반도체입니다. 순방향 바이어스가 가해지면 n-영역의 전자와 p-영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. 이 재결합 동안 방출되는 에너지는 광자(빛)로 방출됩니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 따라서 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 이 경우 노란색(~587-588 nm)입니다. 5x7 매트릭스는 35개의 개별 LED 칩(도트)을 그리드로 배열하여 형성되며, 애노드는 행으로 연결되고 캐소드는 열로 연결됩니다. 이 공통 애노드/공통 캐소드 매트릭스 구조는 12개의 핀(7행 + 5열)만으로 35개의 도트를 제어할 수 있게 하여 개별적으로 어드레싱된 LED에 비해 필요한 드라이버 라인 수를 크게 줄입니다.

13. 개발 동향

LTP-2157AKS와 같은 개별 LED 도트 매트릭스 디스플레이는 특정 애플리케이션에 대해 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 동향은 더 높은 통합 및 기능성으로 이동하고 있습니다. 표면 실장 장치(SMD) 패키지는 자동화 조립에 점점 더 일반화되고 있습니다. 통합 드라이버 및 컨트롤러 칩은 종종 단일 모듈에서 LED 어레이와 결합되어 시스템 설계자를 위한 인터페이스를 단순화합니다(예: 직접 매트릭스 스캔 대신 SPI 또는 I2C 통신). 더 나아가, 풀컬러 RGB LED 매트릭스는 동적 간판 및 더 복잡한 그래픽을 위해 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 그러나 간단하고 견고한 단일 색상 문자 디스플레이 요구 사항에 대해서는, 이 제품이 대표하는 기본 설계는 계속해서 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 솔루션으로 남아 있을 것입니다. 재료의 발전은 호박색/노란색 스펙트럼에서 미래의 AlInGaP 또는 관련 질화물 기반(InGaN) LED로부터 더 높은 효율과 밝기를 이끌어낼 수도 있습니다.