LTP-2857JD LED顯示屏規格書 - 2.0吋 (50.8mm) 高度 - AlInGaP 紅色 - 5x7點陣 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTP-2857JD係一個基於5x7點陣配置嘅單字元、字母數字顯示模組。佢主要功能係產生可見嘅字符同符號，適合需要以緊湊外形清晰顯示信息嘅應用。核心技術採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料製造發光二極管，呢種材料以產生高效能紅光輸出而聞名。

呢款器件配備灰色面板同白色點，為點亮嘅紅色LED提供高對比度背景，增強可讀性。一個關鍵設計係佢嘅可堆疊性，容許多個單元水平並排放置，形成多字符顯示而唔會有明顯間隙，方便組成單詞或更長嘅數字串。

2. 技術規格詳解

2.1 光學特性

光學性能係顯示屏功能嘅核心。器件採用生長喺非透明GaAs基板上嘅AlInGaP LED晶片。喺特定測試條件下驅動時：峰值電流(Ip)為32mA，佔空比為1/16，每個點嘅典型平均發光強度(Iv)範圍係1300至3000微坎德拉(µcd)。呢個測量使用咗近似CIE明視覺響應曲線嘅濾光片，確保數值同人類視覺感知相關。

顏色特性由特定波長定義。峰值發射波長(λp)通常為656納米(nm)，而主波長(λd)為640 nm，定義咗感知到嘅紅色。譜線半寬度(Δλ)為22 nm，表示光譜純度或發射光帶嘅窄度。

2.2 電氣特性

電氣參數定義咗顯示屏嘅工作邊界同條件。當施加20mA正向電流(If)時，任何單個LED點嘅正向電壓(Vf)通常介乎2.1至2.6伏特之間。當施加5V反向電壓(Vr)時，指定反向電流(Ir)最大為100微安培(µA)，表示關斷狀態下嘅漏電流。

電流處理能力好關鍵。絕對最大額定值指定每個點嘅平均功耗為33毫瓦(mW)。每個點嘅峰值正向電流唔可以超過90mA。每個點嘅平均正向電流喺25°C時額定為13mA，降額因子為0.17 mA/°C，意思係當環境溫度高過25°C時，允許嘅連續電流會減少，以防止過熱並確保使用壽命。

2.3 熱力同環境額定值

器件設計用於喺一系列條件下穩健運行。工作溫度範圍係-35°C至+85°C，容許喺寒冷同中等炎熱環境中使用。儲存溫度範圍相同。對於組裝，焊接溫度唔可以超過260°C，最長持續時間為3秒，測量點喺元件安裝平面下方1.6mm (1/16吋)處，呢個係波峰焊或回流焊工藝嘅標準指引，以防止損壞LED晶片或封裝。

3. 分級系統解釋

份規格書顯示，器件會根據發光強度進行分類。呢個係指一個分級過程，單位會根據測量到嘅光輸出（例如1300-3000 µcd範圍）進行分類。分級確保同一批次嘅一致性，所以設計師喺陣列中使用多個顯示屏時，可以預期到穩定嘅亮度水平。雖然份文件冇詳細講波長或電壓嘅分類，但呢種分類喺LED製造中好常見，目的係將光學同電氣特性相近嘅部件歸為一組。

4. 性能曲線分析

份規格書提到典型嘅電氣/光學特性曲線，呢啲對於詳細設計好重要。雖然文本冇提供具體圖表，但呢類曲線通常包括：

• 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)：顯示電流同電壓之間嘅非線性關係，對於設計限流驅動電路至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流 (L-I曲線)：說明光輸出點樣隨電流增加，有助於為所需亮度同效率優化驅動電流。
• 發光強度 vs. 環境溫度：演示當LED結溫升高時，光輸出點樣下降，對於應用中嘅熱管理好重要。
• 光譜分佈：顯示唔同波長下發射光嘅相對強度嘅圖表，用於確認主波長同峰值波長。

呢啲曲線容許工程師預測非標準條件下嘅性能，並設計穩健嘅系統。

5. 機械同封裝資料

顯示屏嘅點陣高度為2.0吋 (50.80 mm)。封裝尺寸圖（文本有提及但冇詳細說明）會顯示確切嘅長度、寬度、厚度同引腳間距。除非另有說明，所有尺寸公差均為±0.25 mm (0.01吋)。腳位連接詳情喺表格中提供，將14個引腳映射到5x7點陣嘅特定陽極列同陰極行。呢個腳位定義對於設計PCB封裝同多路復用驅動電路至關重要。

6. 內部電路圖同驅動方法

內部電路圖顯示咗35個獨立LED（5列 x 7行）嘅排列。每個LED嘅陽極連接到一條列線，其陰極連接到一條行線。呢種常見嘅點陣架構需要多路復用驅動。顯示屏唔係持續點亮；相反，控制器快速循環掃描各行（或各列），為每個活動行陰極激活相應嘅列陽極。測試條件中提到嘅1/16佔空比係典型嘅多路復用比率。必須正確設計掃描速率，以避免可見閃爍並確保亮度均勻。

7. 焊接同組裝指引

根據絕對最大額定值，必須小心控制焊接過程。最大允許焊接溫度為260°C，引腳處嘅暴露時間唔應該超過3秒。呢個係為咗防止LED晶片受到熱衝擊，熱衝擊可能導致半導體材料出現裂紋或使鍵合線退化，從而導致早期失效。建議喺回流焊期間使用預熱階段，以盡量減少熱應力。組裝期間應始終遵循正確嘅ESD（靜電放電）處理程序，因為LED對靜電好敏感。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款顯示屏非常適合需要單個、高度可見字符或符號嘅應用。常見用途包括：

• 工業控制面板嘅狀態指示器（例如，顯示工序步驟字母）。
• 測試同測量設備，用於顯示單位或通道標識符。
• 需要簡單狀態代碼或標識符嘅消費電器。
• 作為構建多字符顯示屏嘅基礎組件，通過水平堆疊多個單元實現。

8.2 設計考慮因素

使用呢款顯示屏進行設計需要注意以下幾個因素：

• 驅動電路：需要一個能夠進行多路復用嘅微控制器或專用LED驅動器IC。電路必須喺有效掃描時間內提供足夠電流（達到峰值額定值），並包括限流電阻或恆流源以保護LED。
• 電源供應：電源電壓必須足夠高，以克服LED嘅正向電壓加上驅動電路中嘅任何壓降。通常使用5V電壓並配合適當嘅限流措施。
• 熱管理：雖然顯示屏本身可能唔會產生過多熱量，但必須遵守降額曲線。喺高環境溫度下，必須降低平均電流。建議喺密閉空間內確保顯示屏周圍有良好氣流。
• 軟件/固件：控制器需要包含字符字體映射（兼容ASCII或EBCDIC，如註明）同多路復用掃描程序。刷新率應該足夠高（通常>60 Hz）以防止可察覺嘅閃爍。

9. 技術比較同區分

根據規格書，呢款特定顯示屏嘅主要區別在於佢使用AlInGaP技術同2.0吋高度。同舊式GaAsP或GaP LED相比，AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率，從而喺相同輸入電流下產生更亮嘅輸出。2.0吋字符高度使其適合觀看距離為幾米嘅應用，比更細嘅0.5吋或1吋顯示屏提供更好嘅遠距離可讀性。灰色面板/白點設計同全黑或全綠封裝相比增強咗對比度。其可堆疊性係多數字設計中一個實用嘅機械特性。

10. 常見問題 (基於技術參數)

問：發光強度測試條件中嘅1/16佔空比係咩意思？

答：意思係測量期間，每個獨立LED點只喺總掃描週期時間嘅1/16內通電。指定嘅強度係整個週期內嘅平均值。實際使用時，你必須設計你嘅多路復用驅動器，以達到類似或更高嘅有效佔空比，從而達到額定亮度。

問：我可唔可以用恆定直流電流驅動呢個顯示屏，而唔使用多路復用？

答：技術上你可以咁做，通過將35個LED中嘅每一個連接到電源，並配上自己嘅限流電阻。然而，咁樣需要35個驅動通道，喺元件數量同功耗方面效率非常低。多路復用係標準同預期嘅方法，可以大幅減少所需控制引腳數量並簡化設計。

問：腳位連接表似乎有重複（例如，陽極列3喺引腳4同11上）。呢個係錯誤嗎？

答：呢個可能唔係錯誤，而係內部點陣佈線嘅一個特點。可能表示某啲列線或行線連接到封裝上多於一個引腳。咁樣可以提供PCB佈局上嘅靈活性，容許設計師選擇最方便連接嘅引腳。請務必參考內部電路圖來驗證連接。

問：點樣計算我驅動器嘅適當限流電阻值？

答：你需要知道你嘅電源電壓(Vs)、LED正向電壓(Vf，為安全起見使用最大值2.6V)同所需正向電流(If，唔超過你工作溫度下嘅平均額定值13mA)。電阻值 R = (Vs - Vf) / If。記住，喺多路復用設置中，有效掃描時間內嘅峰值電流會高過平均電流。確保峰值電流唔超過90mA。

11. 設計同使用案例示例

場景：為工廠工作站構建一個4位數生產計數器。

四個LTP-2857JD顯示屏水平堆疊喺一塊PCB上。使用一個低成本8位微控制器作為控制器。微控制器有足夠嘅I/O引腳直接驅動行（7個引腳）同列（每個數字5個引腳，但由於佢哋堆疊喺一齊，所有數字嘅列線連接喺一齊，總共只需要5個列引腳）。微控制器運行一個程序，該程序：

1. 掃描七條行線，一次激活一條。
2. 對於活動行，根據要顯示嘅字符（例如，一個數字）設置4個數字中每個數字嘅5條列線狀態。
3. 以200 Hz嘅速率重複呢個掃描，使閃爍無法察覺。
4. 計數值由外部傳感器輸入遞增。

限流電阻串聯喺每條列線上。電源為5V。每個LED點嘅平均電流保持喺10mA以下，以提供低於13mA額定值嘅安全裕度，並確保長期可靠性。

12. 工作原理介紹

基本原理係半導體p-n結中嘅電致發光。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴喺有源區域（AlInGaP層）中復合。呢種復合以光子（光粒子）形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係紅色。5x7點陣係通過將35個呢啲微型p-n結以精確網格圖案放置而形成。灰色面板充當漫射器同對比度增強器，而白點則定義咗點亮時變得可見嘅段。

13. 技術趨勢同背景

像LTP-2857JD咁樣嘅顯示屏代表咗一種成熟、可靠嘅基於字符信息顯示技術。雖然現代圖形OLED或TFT LCD喺顯示任意圖形方面提供咗更大靈活性，但5x7及類似點陣LED顯示屏喺特定領域仍保留優勢：極端環境穩健性（寬溫度範圍）、陽光下可讀性所需嘅極高亮度、接口簡單，以及操作壽命長且無背光故障。正如呢款器件所示，從舊式LED材料轉向AlInGaP係一個主要趨勢，提高咗效率同亮度。當前趨勢可能涉及將驅動電子器件更緊密地集成到顯示模組中，或探索更高效嘅材料（如用於唔同顏色嘅InGaN），但基本嘅多路復用點陣架構對於許多工業同儀器應用而言，仍然係一種經過驗證且有效嘅解決方案。