目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 技术规格详解
- 2.1 器件描述与技术
- 2.2 绝对最大额定值
- 2.3 电气与光学特性(在 TA=25°C 时)
- 3. 分档系统说明
- 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸与可堆叠性
- 5.2 引脚连接与内部电路
- 6. 焊接与组装指南
- 7. 应用建议
- 7.1 典型应用场景
- 。
- 与所有半导体器件一样,在处理和组装过程中应遵守标准的ESD预防措施。
- 。与较旧的GaAsP或标准红光GaP LED相比,AlInGaP提供了显著更高的发光效率,从而在相同驱动电流下实现更高亮度,或在较低功耗下实现相似亮度。黑色面板/白色字符设计比传统的灰色或米色封装更有效地增强了对比度。其可堆叠设计是构建无缝大型显示屏的一个实用机械优势。
- 答:不能。正向电压约为2.6V,必须串联限流电阻。直接连接5V会因电流过大而损坏LED。此外,在多路复用设置中,微控制器引脚通常无法提供/吸收整列或整行所需的累积电流;需要外部驱动器(晶体管或专用LED驱动IC)。
- 11. 工作原理介绍
- 12. 技术趋势
1. 产品概述
LTP-18088KD是一款固态点阵显示模块,专为需要清晰、明亮的字母数字或符号信息呈现的应用而设计。其核心功能是提供一个可靠且高效的视觉输出接口。
1.1 核心优势与目标市场
该器件围绕几项关键优势构建,这些优势定义了其应用领域。它具有低功耗需求,适用于电池供电或注重能耗的设备。其出色的字符外观和高亮度与高对比度确保了在各种环境光照条件下(从昏暗的室内到较亮的环境)的可读性。宽广的视角允许从偏轴位置也能清晰地看到显示信息,这对于公共信息显示屏或多用户设备至关重要。最后,其固态可靠性是LED技术固有的特性,与机械式显示器相比,具有更长的使用寿命以及抗冲击和振动的能力。这些特性使其成为工业仪表、测试设备、销售点终端、交通信息板以及其他需要坚固、清晰显示的嵌入式系统的理想选择。
2. 技术规格详解
LTP-18088KD的性能由一组详细的电气、光学和机械参数来表征。
2.1 器件描述与技术
该显示屏的点阵高度为1.85英寸(47.0毫米),组织为8 x 8点阵。它采用铝铟镓磷(AlInGaP)超红光LED芯片。这些芯片制造在不透明的砷化镓(GaAs)衬底上。封装采用黑色面板配白色字符的设计,这种组合通过吸收环境光并使发光的红色字符更加突出,从而显著提高了对比度。
2.2 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在或超过这些极限的条件下运行。
- 每点平均功耗:40 mW
- 每点峰值正向电流:90 mA
- 每点连续正向电流:15 mA(在25°C时),超过25°C后以0.2 mA/°C线性降额。
- 每点反向电压:5 V
- 工作温度范围:-35°C 至 +85°C
- 存储温度范围:-35°C 至 +85°C
- 焊接温度:260°C,持续3秒,测量点在安装平面下方1/16英寸(约1.6毫米)处。
2.3 电气与光学特性(在 TA=25°C 时)
这些是在指定测试条件下的典型和保证性能参数。
- 平均发光强度(IV):1650 μcd(最小值),3500 μcd(典型值),在 IP=32mA,占空比1/16时。
- 峰值发射波长(λp):650 nm(典型值),在 IF=20mA时。
- 光谱线半宽(Δλ):20 nm(典型值),在 IF=20mA时。
- 主波长(λd):639 nm(典型值),在 IF=20mA时。
- 每点正向电压(VF):2.1V(最小值),2.6V(典型值),在 IF=20mA时;2.3V(最小值),2.8V(典型值),在 IF=80mA时。
- 每点反向电流(IR):100 μA(最大值),在 VR=5V时。
- 发光强度匹配比(IV-m):2:1(最大值),在 IP=32mA,占空比1/16时。这规定了点阵中最亮点和最暗点之间允许的最大亮度变化。
注:发光强度测量遵循CIE(国际照明委员会)人眼响应曲线,使用适当的传感器和滤光片组合。
3. 分档系统说明
规格书表明该器件已根据发光强度进行分档。这意味着单元会根据其测量的光输出进行测试和分类(分档)。这使得设计人员能够为他们的应用选择具有一致亮度水平的显示屏,当多个显示屏并排使用时,这一点至关重要。2:1的匹配比进一步保证了在单个显示屏内,任何点的亮度不会超过另一点的两倍,从而确保形成的字符或图形的视觉均匀性。
4. 性能曲线分析
虽然PDF中引用了典型的特性曲线,但提供的电气/光学数据允许进行分析。正向电压随电流增加而规律性上升(从20mA时的典型值2.6V到80mA时的典型值2.8V),这是标准的LED行为。主波长639 nm和峰值650 nm明确将其定位在超红光光谱范围内,提供高视觉冲击力。宽广的工作温度范围(-35°C至+85°C)表明其在恶劣环境下性能稳定,但根据最大额定值,在高环境温度下必须对正向电流进行降额处理。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸与可堆叠性
机械图纸提供了PCB焊盘设计和外壳集成的关键尺寸。强调的一个关键特性是该模块支持垂直和水平堆叠。这意味着机械设计包含了允许将多个显示屏相邻放置以创建更大的多字符或多行显示屏的功能(如齐平边缘或特定的安装点),而不会产生难看的间隙或对齐问题。
5.2 引脚连接与内部电路
该器件采用24引脚配置。引脚分配表明确定义了每个引脚的功能:列为阳极,行为阴极。有几个引脚标记为“无连接”(N/C)。内部电路图(典型的矩阵显示)显示了64个LED(8x8)的排列方式,其阳极按列连接,阴极按行连接。这种常见的矩阵架构最大限度地减少了所需的驱动引脚数量(64个LED只需16个引脚),但需要多路复用驱动。
6. 焊接与组装指南
提供的主要组装说明是关于焊接的:260°C,持续3秒,测量点在安装平面下方1/16英寸处。这是一个标准的回流焊接曲线参数。设计人员必须确保其PCB组装过程遵守此规定,以防止对LED芯片或塑料封装造成热损伤。在处理和组装前,也应遵守存储温度范围(-35°C至+85°C)。
7. 应用建议
7.1 典型应用场景
高亮度、宽视角和固态结构的结合使LTP-18088KD适用于:工业控制面板(状态指示灯、故障代码)、测试与测量设备(读数、条形图)、公共信息显示屏(交通领域、简易信息板)、消费电子产品(音频设备显示屏、家电状态)以及原型制作与教育套件.
。
- 7.2 设计注意事项驱动电路:
- 必须为每列/行使用恒流驱动器或适当的限流电阻来设定正向电流(例如,典型亮度下为20mA)。多路复用:
- 点阵需要多路复用驱动。控制器必须足够快地循环扫描各行(或列)以避免可见闪烁(通常>100Hz)。每点峰值电流(90mA)允许在多路复用期间使用更高的脉冲电流以达到所需的平均亮度。功率计算:
- 考虑到64个点、每点最大平均功率40mW以及由多路复用方案定义的占空比,必须计算模块的总功耗以确保充分的热管理。ESD防护:
与所有半导体器件一样,在处理和组装过程中应遵守标准的ESD预防措施。
8. 技术对比与差异化LTP-18088KD的关键差异化在于其使用了AlInGaP(超红光)技术
。与较旧的GaAsP或标准红光GaP LED相比,AlInGaP提供了显著更高的发光效率,从而在相同驱动电流下实现更高亮度,或在较低功耗下实现相似亮度。黑色面板/白色字符设计比传统的灰色或米色封装更有效地增强了对比度。其可堆叠设计是构建无缝大型显示屏的一个实用机械优势。
9. 常见问题解答(基于技术参数)
问:峰值波长(650nm)和主波长(639nm)有什么区别?
答:峰值波长是发射光谱中功率最大的点。主波长是感知到的色点,根据光谱和CIE配色函数计算得出。对于像这种红光LED这样的单色光源,两者接近但不完全相同。
问:如何达到3500 μcd的典型发光强度?答:测试条件是P峰值电流(I)为32mA,占空比1/16
。在8行多路复用矩阵中,1/8占空比更常见。要达到相似的平均亮度,可能需要根据驱动器的占空比和每个LED所需的平均电流来调整其激活时间段内的峰值电流。
问:我可以用5V微控制器引脚直接驱动它吗?
答:不能。正向电压约为2.6V,必须串联限流电阻。直接连接5V会因电流过大而损坏LED。此外,在多路复用设置中,微控制器引脚通常无法提供/吸收整列或整行所需的累积电流;需要外部驱动器(晶体管或专用LED驱动IC)。
10. 设计与使用案例示例
场景:设计一个用于计数器的简单4位数字显示屏。
将四个LTP-18088KD显示屏并排放置(得益于可堆叠设计)。使用一个微控制器来管理显示。由于每个8x8点阵可以形成可识别的数字,控制器的固件将包含一个字体映射。微控制器通过外部晶体管阵列或专用LED驱动IC对显示屏进行多路复用。它将循环扫描四个显示屏(时分复用),并在每个显示屏内循环扫描8行(行扫描)。考虑到总的多路复用占空比(例如,如果扫描4个显示屏 * 8行,则为1/32),将通过驱动电路设定每个LED的峰值电流以达到所需的亮度。电源的容量必须能够提供所有点亮点的总平均电流。
11. 工作原理介绍
LTP-18088KD基于半导体p-n结的电致发光原理工作。当在AlInGaP LED芯片两端施加超过其阈值电压的正向电压时,电子和空穴在有源区复合,以光子(光)的形式释放能量。AlInGaP半导体合金的具体成分决定了带隙能量,从而定义了发射光的波长(颜色)——在本例中为超红光。64个独立的LED芯片排列成矩阵,具有公共阳极列和公共阴极行。通过选择性地对特定列(阳极)施加正电压并将特定行(阴极)接地,只有位于该行和列交叉点的LED才会点亮。通过快速循环此过程(多路复用),所有所需的点都可以被点亮以形成稳定的图像。
12. 技术趋势
显示技术正在不断发展。虽然像LTP-18088KD这样的分立LED点阵因其坚固性、简单性和高亮度,在特定的嵌入式应用中仍然具有相关性,但有几个趋势值得注意。正在向表面贴装器件(SMD)LED阵列发展,以实现更高的密度和自动化组装。集成LED驱动矩阵(带有内置控制器,如I2C或SPI接口)正在简化设计复杂性。对于彩色应用,RGB LED矩阵正变得越来越普遍。此外,在许多消费类应用中,小型OLED或TFT LCD模块正在取代单色LED点阵,尤其是在需要全图形、色彩以及在常亮场景下功耗更低的情况下。然而,对于要求极高亮度、长寿命、宽温度范围和简单性的应用,基于AlInGaP的点阵显示屏仍然占据着重要地位。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |