LTP-22801JF 17-세그먼트 알파벳 숫자 LED 디스플레이 데이터시트 - 2.24인치 디지트 높이 - AlInGaP 옐로우 오렌지 - 5.2V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-22801JF는 선명하고 밝으며 신뢰할 수 있는 문자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 단일 디지트 알파벳 숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 17-세그먼트 구성으로 알파벳 문자(A-Z, 숫자 0-9 및 일부 기호)를 표시하는 것으로, 기존 7-세그먼트 디스플레이보다 더 큰 유연성을 제공합니다.

이 장치의 핵심 장점은 LED 칩에 Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) 반도체 재료, 특히 옐로우 오렌지 색상을 사용한다는 점에 있습니다. AlInGaP 기술은 높은 발광 효율과 앰버에서 레드 색상 스펙트럼에서의 우수한 성능으로 유명합니다. 디스플레이는 흰색 세그먼트가 있는 검정색 전면을 특징으로 하여 다양한 주변 조명 조건에서도 최적의 가독성을 위한 높은 명암비를 제공합니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되어 생산 배치 전반에 걸쳐 일관된 밝기 수준을 보장합니다.

목표 시장에는 산업용 제어 패널, 시험 및 계측 장비, 의료 기기, 계측기 및 상태 표시, 데이터 판독 또는 사용자 인터페이스 피드백을 위해 단일의 고가독성 디지트가 필요한 임베디드 시스템이 포함됩니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 세그먼트당 표준 테스트 전류 20mA 및 주변 온도 25°C에서, 이 장치는 일반적으로 평균 41.6 밀리칸델라(mcd)의 광도를 제공합니다. 더 높은 전류인 40mA로 구동할 경우, 이 값은 일반적으로 72.8 mcd로 증가하여 전류에 따른 광 출력의 양호한 선형성을 보여줍니다.

색상 특성은 특정 파장으로 정의됩니다. 최대 발광 파장(λp)은 일반적으로 611 나노미터(nm)로, 가시 스펙트럼의 옐로우-오렌지 영역에 확실히 위치합니다. 지배 파장(λd)은 일반적으로 605 nm로, 인지되는 색상과 더 밀접하게 연관됩니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 17 nm로, 스펙트럼 확산이 최소화된 비교적 순수하고 포화된 색상을 나타냅니다. 세그먼트 간 광도 매칭은 최대 2:1 비율로 지정되어 문자 전체에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 특성은 디스플레이의 동작 경계와 조건을 정의합니다. 절대 최대 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 제공합니다. 세그먼트당 최대 연속 순방향 전류는 24 mA이며, 25°C 이상에서는 0.31 mA/°C의 선형 디레이팅 계수가 적용됩니다. 1/10 듀티 사이클 및 1.0ms 펄스 폭의 펄스 동작의 경우, 세그먼트당 피크 순방향 전류는 60 mA에 도달할 수 있습니다. 세그먼트당 최대 전력 소산은 연속 동작 시 134 mW입니다.

일반 동작 조건(IF=20mA)에서 세그먼트당 순방향 전압(VF)은 최소 4.1V에서 최대 5.2V까지 범위하며, 일반적인 값은 이 범위 내에서 예상됩니다. 이 상대적으로 높은 순방향 전압은 AlInGaP LED의 특징입니다. 세그먼트당 인가될 수 있는 최대 역방향 전압(VR)은 10V이며, 해당 조건에서 최대 100 µA의 역방향 전류(IR)가 흐릅니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 -35°C ~ +85°C의 동작 온도 범위로 등급이 매겨져 있어 산업용 냉장고에서 열원 근처 장비에 이르기까지 다양한 환경에 적합합니다. 저장 온도 범위는 동일합니다. 조립을 위한 중요한 파라미터는 납땜 온도 등급입니다: 이 장치는 패키지의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16 인치) 지점에서 측정 시 최대 3초 동안 최대 260°C의 납땜 온도를 견딜 수 있습니다. 이 정보는 PCB 조립 중 리플로우 납땜 프로파일을 정의하는 데 매우 중요합니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 물리적 치수 및 외형

디스플레이는 2.24인치(57.0 mm)의 디지트 높이를 가지며, 이는 원거리에서 선명하게 보기 위한 대형 디스플레이로 분류됩니다. 패키지 치수는 상세 도면에 제공됩니다. 모든 주요 치수는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25 mm의 표준 공차로 밀리미터 단위로 지정됩니다. 엔지니어는 정확한 PCB 풋프린트 설계를 위해 이 도면을 참조하여 적절한 간격과 정렬을 보장해야 합니다.

3.2 핀 구성 및 회로도

LTP-22801JF는 공통 애노드 장치입니다. 단일 행 구성의 19핀을 특징으로 합니다. 내부 회로도는 17개의 세그먼트(A1, A2, B, C, D1, D2, E, F, G1, G2, H, I, J, K, L, M)와 소수점(DP)이 개별 LED임을 보여줍니다. 공통 애노드 핀(핀 1 및 핀 11)은 내부적으로 연결되어 양극 공급 전압을 연결하기 위한 두 지점을 제공하며, 이는 전류 분배와 PCB 레이아웃에 도움이 될 수 있습니다. 각 세그먼트 캐소드는 자체 전용 핀(핀 2-10, 12-19)을 가집니다. 이 구성은 각 세그먼트의 개별 멀티플렉싱 제어를 가능하게 합니다.

4. 애플리케이션 지침 및 설계 고려사항

4.1 디스플레이 구동

공통 애노드 디스플레이로서, 애노드(핀 1 & 11)는 전류 제한 방식을 통해 양극 공급 전압에 연결해야 합니다. 각 캐소드 핀은 일반적으로 마이크로컨트롤러 포트 핀이나 전용 드라이버 IC(시프트 레지스터 또는 세그먼트 드라이버와 같은)에 의해 개별적으로 구동되어야 합니다. 드라이버는 활성화 시(캐소드가 로우로 풀링될 때) 필요한 세그먼트 전류를 싱크할 수 있어야 합니다. 순방향 전압(4.1V-5.2V)은 논리 전압 레벨과 드라이버 IC를 선택할 때 고려해야 합니다; 5V 시스템이 일반적으로 사용됩니다.

전류 제한:외부 전류 제한 저항은 각 세그먼트마다, 또는 더 일반적으로 멀티플렉싱 시 각 공통 애노드 노드마다 필수적입니다. 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (Vcc - VF) / IF, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED의 순방향 전압(안전을 위해 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류(예: 20mA)입니다. 최대 VF를 사용하면 장치 변동에도 밝기 일관성을 보장합니다.

4.2 멀티플렉싱 고려사항

다중 디지트 애플리케이션이나 마이크로컨트롤러 핀 수를 줄이기 위해, 이 단일 디지트 디스플레이는 멀티플렉싱 어레이에 통합될 수 있습니다. 멀티플렉싱 설정에서, 여러 디지트의 공통 애노드는 함께 연결되고(디지트 1 애노드, 디지트 2 애노드 등), 해당 세그먼트 캐소드도 함께 연결됩니다(모든 'A' 세그먼트, 모든 'B' 세그먼트 등). 디지트는 빠르게 연속적으로 하나씩 점등됩니다. 멀티플렉싱 시 피크 펄스 전류 정격(1/10 듀티에서 60mA)이 관련됩니다. 평균 전류는 연속 정격을 초과해서는 안 되므로 펄스 전류는 더 높을 수 있습니다. 예를 들어, 1/4 듀티 사이클로 40mA로 구동하면 평균 전류는 10mA가 됩니다.

4.3 열 관리 및 PCB 레이아웃

개별 세그먼트 전력 소산은 낮지만, 완전히 점등된 디지트(모든 17 세그먼트 + DP가 20mA 및 ~4.5V)의 총 전력은 1.5W에 근접할 수 있습니다. 특히 높은 주변 온도나 더 높은 전류로 구동할 때 열을 발산하기 위해 충분한 PCB 구리 면적과 패키지 아래에 열 비아가 필요할 수 있습니다. 모든 핀에 양호한 납땜 접합을 보장하는 것도 LED 칩에서 열을 전도하는 데 중요합니다.

5. 성능 분석 및 곡선

데이터시트는 비표준 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 필수적인 일반적인 전기 및 광학 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 자세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 낮은 전류에서는 선형이지만 열 효과로 인해 높은 전류에서는 포화될 수 있습니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:지수 관계를 보여주며, 표에 지정된 VF 범위를 확인시켜 줍니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:AlInGaP LED의 경우, 광도는 일반적으로 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 전체 온도 범위에서 동작하는 애플리케이션에 매우 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:강도 대 파장의 플롯으로, 약 611nm에서의 피크와 반폭을 보여줍니다.

설계자는 이러한 곡선을 사용하여 특정 애플리케이션에서의 성능을 예측하고, 온도 및 구동 전류 변동의 영향을 고려해야 합니다.

6. 비교 및 기술적 맥락

6.1 AlInGaP 대 기타 LED 기술

비투명 GaAs 기판 위에 AlInGaP를 사용하는 것이 주요 차별화 요소입니다. 오래된 GaAsP 또는 GaP 기술과 비교하여, AlInGaP는 앰버-레드 범위에서 상당히 높은 발광 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 일부 디스플레이에 사용되는 인광체 변환 백색 LED와 비교하여, AlInGaP는 인광체 변환의 복잡성과 효율 손실 없이 순수하고 포화된 색상을 제공하여 더 높은 명암비와 잠재적으로 더 긴 수명을 가져옵니다.

6.2 17-세그먼트 대 7-세그먼트 및 도트 매트릭스

17-세그먼트 디스플레이(때로는 "스타버스트" 디스플레이라고 함)는 7-세그먼트 디스플레이와 완전한 도트 매트릭스 디스플레이 사이에 위치합니다. 7-세그먼트 디스플레이보다 훨씬 더 넓은 범위의 알파벳 숫자 문자를 더 가독성 있게 표시할 수 있으며(예: 'S'와 '5' 구별, 'M', 'W', 'K' 올바르게 표시), 고해상도 도트 매트릭스 패널보다 훨씬 적은 제어 라인이 필요하고 구동이 더 간단합니다. LTP-22801JF는 애플리케이션이 단일의 큰 디지트에 제한된 세트의 선명하고 뚜렷한 문자를 필요로 할 때 최적의 솔루션입니다.

7. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 이 디스플레이를 3.3V 마이크로컨트롤러에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요, 직접은 불가능합니다. 일반 순방향 전압(4.1V-5.2V)이 3.3V보다 높습니다. LED 측에는 최소 5V의 공급 전압이 필요합니다. 3.3V 마이크로컨트롤러에서 캐소드 드라이버로의 제어 신호는 드라이버가 5V 논리 하이 입력을 요구하는 경우 레벨 시프팅이 필요하거나, 3.3V 논리와 호환되는 드라이버를 사용해야 합니다.

Q: 공통 애노드 핀이 두 개인 이유는 무엇인가요?

A> 내부적으로 연결된 두 개의 애노드 핀(1과 11)은 PCB 라우팅에 유연성을 제공하고, 모든 세그먼트가 점등될 때 상당할 수 있는 총 애노드 전류를 분배하는 데 도움이 됩니다. 두 핀 모두 공급에 연결하는 것이 권장됩니다.

Q: 광도 매칭 비율의 목적은 무엇인가요?

A> 이 비율(최대 2:1)은 동일한 조건에서 장치 내 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상 밝지 않음을 보장합니다. 이는 문자 전체에 걸쳐 시각적 균일성을 보장하여 일부 세그먼트가 다른 세그먼트보다 눈에 띄게 어둡게 보이는 것을 방지합니다.

Q: 문자는 어떻게 생성하나요?

A> 마이크로컨트롤러 코드에 문자 맵 또는 폰트 테이블이 필요합니다. 이는 표시하려는 각 알파벳 숫자 문자에 대해 공통 애노드가 하이일 때 17개 세그먼트(및 DP) 중 어떤 조합을 켜야 하는지(캐소드를 로우로 구동) 정의하는 룩업 테이블입니다.

8. 실용적인 애플리케이션 예시

시나리오: 디지털 타이머 디스플레이.단일 LTP-22801JF는 대형 카운트다운 타이머에서 초 단위 디지트를 표시하는 데 사용될 수 있습니다. 마이크로컨트롤러는 숫자 9에서 0까지 표시를 순환합니다. 설계에는 다음이 포함됩니다: 1) 안정적인 5V 공급 제공. 2) 공통 애노드 라인(핀 1 & 11)에 단일 전류 제한 저항 배치. 3) 18개의 캐소드 핀(17 세그먼트 + DP) 각각을 마이크로컨트롤러의 개별 핀에 연결하거나, 더 효율적으로 I/O 핀을 절약하기 위해 두 개의 8비트 직렬 입력/병렬 출력 시프트 레지스터의 출력에 연결. 4) 숫자 0-9에 대한 세그먼트 패턴과 DP를 사용한 콜론 또는 기타 기호를 포함하여 마이크로컨트롤러 프로그래밍. 높은 밝기와 큰 디지트 크기는 시간이 원거리에서도 보이도록 보장합니다.