LTP-747KY LED点阵显示屏规格书 - 0.7英寸字符高度 - AlInGaP琥珀黄 - 2.6V正向电压 - 25mW功耗 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTP-747KY是一款紧凑型高性能5x7点阵LED显示模块，专为需要清晰、易读的字母数字或符号字符输出的应用而设计。其主要功能是在电子设备中提供视觉信息。该器件的核心优势在于其采用了先进的AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术制造LED芯片，与传统的GaAsP等老技术相比，具有更高的效率和色彩纯度。目标市场包括工业控制面板、仪器仪表、医疗设备、消费电子产品以及任何需要可靠、低功耗信息显示的嵌入式系统。

该显示屏的字符高度为0.7英寸（17.22毫米），提供了极佳的可读性。其特点是具有连续均匀的段，确保了字符外观的一致性和专业性。规格书中强调的关键卖点包括其低功耗要求、高亮度和对比度、宽视角以及固态可靠性，这意味着在各种环境下都具有长使用寿命和耐用性。

2. 技术规格详解

2.1 光电特性

光电性能是显示屏功能的核心。在环境温度（T_A）为25°C时测量的关键参数如下：

• 平均发光强度（I_V）：此参数定义了每个点亮点的感知亮度。在测试条件为I_P=32mA、占空比1/16时，典型值为3400 µcd（微坎德拉）。规定的最小值为1650 µcd。使用1/16占空比进行测量是复用显示器的标准做法，表示其有效时间段内的峰值电流。
• 波长特性：
  • 峰值发射波长（λ_p）：595 nm。这是光功率输出最大的波长，使其明确位于可见光谱的琥珀黄区域。
  • 主波长（λ_d）：592 nm。这是与人眼感知的LED颜色最匹配的单一波长，略低于峰值波长。
  • 光谱线半宽（Δλ）：15 nm。这表示光谱纯度或发射光围绕峰值波长的展宽。15 nm的值相对较窄，有助于产生饱和、纯净的琥珀黄色。
• 发光强度匹配比（I_V-m）：最大2:1。这是显示均匀性的关键参数。它规定阵列中最暗点的亮度不低于最亮点亮度的二分之一，确保字符所有段的外观一致。

2.2 电气参数

电气规格定义了安全可靠使用的操作限制和条件。

• 每点正向电压（V_F）：典型值为2.6V，在正向电流（I_F）为20mA时最大值为2.6V。最小值为2.05V。此电压相对较低，有助于实现低功耗。
• 每点反向电流（I_R）：在反向电压（V_R）为5V时，最大值为100 µA。这表示LED反向偏置时的漏电流水平。
• 电流额定值：
  • 每点峰值正向电流：60 mA（绝对最大值）。
  • 每点平均正向电流：13 mA（25°C时的绝对最大值）。此额定值在高于25°C时以0.17 mA/°C线性降额，意味着允许的连续电流随温度升高而降低，以防止过热。
• 每点平均功耗：25 mW（绝对最大值）。这是每个单独的LED点可以安全耗散为热量的最大功率。

2.3 热与环境额定值

这些参数确保设备在不同操作条件下的稳健性。

• 工作温度范围：-35°C 至 +85°C。此宽范围使其适用于从严寒到高温工业环境的各种恶劣环境。
• 存储温度范围：-35°C 至 +85°C。
• 焊接温度：该器件可承受在安装平面下方1/16英寸（约1.6毫米）处，260°C的焊接温度持续3秒。这是波峰焊或回流焊工艺的标准规格。

3. 机械与封装信息

3.1 物理尺寸

规格书包含详细的封装尺寸图。除非另有说明，所有尺寸均以毫米为单位提供，标准公差为±0.25mm。总体尺寸、引脚间距和段窗口尺寸均在此图中定义，这对于PCB（印刷电路板）布局和产品外壳的机械集成至关重要。

3.2 引脚连接与内部电路

该器件采用12引脚配置。引脚定义如下：引脚1（阳极列1）、引脚2（阴极行3）、引脚3（阳极列2）、引脚4（阴极行5）、引脚5（阴极行6）、引脚6（阴极行7）、引脚7（阳极列4）、引脚8（阳极列5）、引脚9（阴极行4）、引脚10（阳极列3）、引脚11（阴极行2）、引脚12（阴极行1）。

提供了内部电路图，显示了35个LED（5列x7行）的矩阵排列。每列有一个公共阳极连接，每行有一个公共阴极连接。这种矩阵结构是复用的基础，允许仅用12个引脚控制35个独立的点，从而显著减少所需的微控制器I/O线数量。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的电气/光学特性曲线。虽然提供的文本中没有详细说明具体图表，但此类器件的标准曲线通常包括：

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：此图显示了施加在LED两端的电压与所产生的电流之间的非线性关系。这对于设计限流电路至关重要。
• 相对发光强度 vs. 正向电流：此曲线说明了LED的亮度如何随驱动电流变化。通常在一定范围内呈线性关系，但在较高电流下会饱和。
• 相对发光强度 vs. 环境温度：此图展示了光输出的热降额特性。随着温度升高，LED的发光效率通常会降低。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示以595 nm为中心、具有指定15 nm半宽的钟形曲线。

这些曲线对于工程师在特定工作温度下优化驱动条件以实现所需的亮度、效率和寿命至关重要。

5. 应用建议

5.1 典型应用场景

LTP-747KY非常适合需要紧凑、多位数数字或有限字母数字显示的应用。示例包括：

• 测试与测量设备：数字万用表、频率计数器、电源，用于显示读数。
• 工业控制：用于机器上温度、压力、流量或过程变量显示的面板仪表。
• 消费电子产品：音频设备（如调谐器频率）、厨房电器或旧式电子玩具的显示器。
• 医疗设备：监视器或诊断设备上可靠性至关重要的简单参数显示器。

5.2 设计注意事项

• 驱动电路：由于其矩阵配置，显示屏必须进行复用驱动。这需要一个微控制器或专用的驱动IC，能够以足够高的频率（通常>100Hz）扫描列和行，以避免可见闪烁。依次驱动每个列阳极，同时将相应的行阴极拉低以点亮所需的点。
• 限流：必须为每条列线或行线（取决于驱动拓扑）配备外部限流电阻，以确保每点的正向电流不超过绝对最大额定值，尤其是峰值电流。计算时必须考虑复用占空比（例如，对于5列矩阵为1/5）。
• 功耗：必须根据同时点亮的点数、正向电压和电流计算显示屏的总功耗。如果在接近最大额定值或高环境温度下工作，请确保充分的热管理。
• 视角：宽视角对于可能从离轴位置观看显示器的应用非常有益。

6. 技术对比与差异化

LTP-747KY的主要差异化在于其在非透明GaAs衬底上使用了AlInGaP LED技术。与老式的红色GaAsP LED相比，AlInGaP提供了显著更高的发光效率，意味着在相同的电输入功率下输出更亮。琥珀黄色（592-595 nm）提供了极佳的可见性，并且在弱光条件下通常被认为比纯红色更护眼。灰色面板配白点通过减少显示屏非活动区域反射的环境光来增强对比度，进一步提高了可读性。发光强度的分级（分档）确保了可预测的最低亮度水平，这比亮度变化可能更大的非分档部件更具优势。

7. 常见问题解答（基于技术参数）

问：为什么平均正向电流额定值（13mA）低于测试条件电流（用于测量V_F的20mA）？

答：20mA测试条件是测量正向电压等参数的标准点。13mA绝对最大额定值是正常操作条件下每点允许的最高连续电流，以确保长期可靠性并保持在功耗限制内。在复用应用中，有效时间段内的瞬时电流可以更高（例如，根据I_V测试为32mA），但整个周期内的平均值不得超过13mA。

问：发光强度测试条件中的“1/16占空比”是什么意思？

答：它表示显示屏在复用模式下驱动，其中每个特定点仅在总扫描周期时间的1/16内被主动供电。发光强度是在该有效脉冲期间测量的。这模拟了复用显示器的实际工作条件。

问：如何理解2:1的发光强度匹配比？

答：这是一个质量控制参数。它意味着在一个显示单元内，最暗点的亮度至少是最亮点亮度的二分之一。比值越低（越接近1:1）表示均匀性越好。2:1的比值对于许多应用来说是可以接受的，确保字符看起来光照均匀。

8. 实际设计与使用案例

考虑使用LTP-747KY设计一个简单的4位温度计。需要一个微控制器来读取温度传感器，将数值转换为BCD（二进制编码的十进制）或自定义字体映射，并驱动显示屏。由于LTP-747KY是单数字模块，需要将四个单元并排放置。微控制器至少需要12个I/O引脚来直接控制一个显示器。为了高效控制四个显示器（48个引脚），需要扩展复用方案：可以将所有四个显示器的列线并联连接，并且每个显示器需要单独的行控制线，或者反之，使用列和数字（模块）选择的组合。或者，使用带有串行接口（如SPI或I2C）的专用LED驱动IC将大大简化设计，减少微控制器引脚数量和软件复杂性。必须根据电源电压、LED正向电压和每点所需的平均电流计算限流电阻，并考虑复用占空比（例如，如果扫描4位数字，每位数字的占空比为1/4）。

9. 工作原理简介

LTP-747KY基于半导体p-n结中的电致发光原理工作。当施加超过二极管阈值电压（对于AlInGaP约为2V）的正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区，并在那里复合。在AlInGaP LED中，这种复合主要以光子（光）的形式释放能量，其波长对应于材料的带隙能量，该材料被设计为处于琥珀黄范围（约595 nm）。5x7矩阵排列是形成字符的实际实现方式。通过有选择地点亮此网格内的特定点，可以显示任何数字、字母或简单符号。共阳极、共阴极矩阵配置是一种拓扑设计，可最大限度地减少所需的连接引脚数量，使封装更小，接口成本更低。

10. 技术趋势与背景

虽然像LTP-747KY这样的分立式5x7点阵显示器在特定的、成本敏感的或遗留设计中仍然具有相关性，但显示技术的更广泛趋势已转向集成解决方案。现代应用通常使用图形OLED、TFT LCD或更大、更高密度的LED矩阵面板，这些面板提供完整的图形功能、更宽的色域以及通过标准数字总线更容易的接口。然而，对于在潜在恶劣环境中仅需要简单、明亮、高度可靠和低功耗字符输出的应用，分立式LED点阵模块具有明显的优势。此处使用的AlInGaP技术代表了用于红色、橙色、琥珀色和黄色LED的成熟且高效的材料体系。显示技术的未来发展侧重于小型化（微型LED）、柔性基板以及更高的效率，但驱动矩阵显示器的工作原理和设计考虑因素在很大程度上保持一致。