目錄
1. 產品概覽
LTP-18088KD係一款固態點陣顯示模組,專為需要清晰、明亮顯示字母數字或符號資訊嘅應用而設計。佢嘅核心功能係提供一個可靠同高效嘅視覺輸出介面。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款裝置建基於幾個關鍵優勢,定義咗佢嘅應用領域。佢具備低功耗需求,適合用電池供電或注重能源效益嘅裝置。其優異嘅字元外觀同高亮度及對比度確保喺唔同環境光線下都睇得清楚,由昏暗室內到較光嘅環境都得。一個廣闊視角令顯示資訊可以從偏離軸心嘅位置都清晰可見,呢點對於公共資訊顯示屏或多用戶設備至關重要。最後,佢嘅固態可靠性,係LED技術固有嘅特性,相比機械式顯示屏,提供更長嘅使用壽命同更強嘅抗震抗振能力。呢啲特點令佢成為工業儀錶、測試設備、銷售點終端機、交通資訊板,以及其他需要耐用、清晰顯示屏嘅嵌入式系統嘅理想選擇。
2. 技術規格深入分析
LTP-18088KD嘅性能由一系列詳細嘅電氣、光學同機械參數來表徵。
2.1 裝置描述同技術
顯示屏嘅點陣高度為1.85吋(47.0毫米),組織成8 x 8點陣。佢採用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)超紅光LED晶片。呢啲晶片製造喺不透明嘅砷化鎵(GaAs)基板上。封裝特點係黑色面配白色顯示段,呢種組合通過吸收環境光,令發光嘅紅色顯示段更突出,從而顯著提升對比度。
2.2 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗壓力極限,超過呢啲極限可能會對裝置造成永久損壞。喺呢啲極限下或達到極限時操作並唔保證。
- 每點平均功耗:40 mW
- 每點峰值正向電流:90 mA
- 每點連續正向電流:15 mA(喺25°C),高於25°C時以0.2 mA/°C線性遞減。
- 每點反向電壓:5 V
- 操作溫度範圍:-35°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍:-35°C 至 +85°C
- 焊接溫度:260°C 持續3秒,測量位置喺安裝平面下方1/16吋(約1.6毫米)。
2.3 電氣及光學特性(喺TA=25°C)
呢啲係喺指定測試條件下嘅典型同保證性能參數。
- 平均發光強度(IV):1650 μcd(最小),3500 μcd(典型),測試條件為 IP=32mA,1/16佔空比。
- 峰值發射波長(λp):650 nm(典型),測試條件為 IF=20mA。
- 譜線半高寬(Δλ):20 nm(典型),測試條件為 IF=20mA。
- 主波長(λd):639 nm(典型),測試條件為 IF=20mA。
- 每點正向電壓(VF):2.1V(最小),2.6V(典型),測試條件為 IF=20mA;2.3V(最小),2.8V(典型),測試條件為 IF=80mA。
- 每點反向電流(IR):100 μA(最大),測試條件為 VR=5V。
- 發光強度匹配比(IV-m):2:1(最大),測試條件為 IP=32mA,1/16佔空比。呢個參數指定咗點陣中最光同最暗點之間嘅最大允許亮度差異。
注意:發光強度測量遵循CIE(國際照明委員會)人眼響應曲線,使用適當嘅感測器同濾光片組合。
3. 分級系統解釋
規格書指出呢款裝置係根據發光強度分級。即係話,單元會根據測量到嘅光輸出進行測試同分類(分級)。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇亮度一致嘅顯示屏,以確保外觀均勻,呢點喺並排使用多個顯示屏時至關重要。2:1嘅匹配比進一步保證咗喺單一顯示屏內,冇任何一點會比另一點光超過兩倍,確保形成嘅字元或圖形視覺上均勻。
4. 性能曲線分析
雖然PDF提到典型特性曲線,但提供嘅電氣/光學數據已經可以進行分析。正向電壓隨電流增加而可預測地上升(由20mA時典型2.6V到80mA時典型2.8V),呢個係標準LED行為。主波長639 nm同峰值650 nm明確將佢定位喺超紅光譜範圍,提供高視覺衝擊力。寬廣嘅操作溫度範圍(-35°C至+85°C)表明佢喺惡劣環境下性能穩定,不過根據最大額定值,高環境溫度時正向電流必須遞減。
5. 機械及封裝資訊
5.1 封裝尺寸同可堆疊性
機械圖提供咗PCB佔位設計同外殼整合嘅關鍵尺寸。一個強調嘅關鍵特點係模組可以垂直同水平堆疊。即係話,機械設計包含咗一啲特點(例如齊平邊緣或特定安裝點),令多個顯示屏可以相鄰放置,以創建更大嘅多字元或多行顯示屏,而唔會出現難睇嘅間隙或對齊問題。
5.2 引腳連接同內部電路
裝置採用24引腳配置。引腳定義表清楚定義咗每個引腳嘅功能:陽極用於列,陰極用於行。有幾個引腳標記為"NO CONNECTION"(N/C)。內部電路圖(點陣顯示屏典型)顯示64個LED(8x8)排列方式係陽極按列連接,陰極按行連接。呢種常見嘅點陣架構將所需驅動引腳數量減至最少(64個LED只需16個引腳),但需要多工驅動。
6. 焊接及組裝指引
提供嘅主要組裝指引係關於焊接:260°C 持續3秒,測量位置喺安裝平面下方1/16吋。呢個係標準嘅回流焊接曲線參數。設計師必須確保佢哋嘅PCB組裝過程遵守呢個參數,以防止對LED晶片或塑膠封裝造成熱損壞。處理期間同組裝前亦應遵守儲存溫度範圍(-35°C至+85°C)。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
高亮度、廣闊視角同固態結構嘅結合,令LTP-18088KD適合用於:工業控制面板(狀態指示器、故障代碼),測試同測量設備(讀數、條形圖),公共資訊顯示屏(交通運輸、簡單訊息板),消費電子產品(音響設備顯示屏、電器狀態),同原型製作及教育套件.
7.2 設計考慮因素
- 驅動電路:必須為每列/每行使用恆流驅動器或適當嘅限流電阻,以設定正向電流(例如,20mA用於典型亮度)。
- 多工驅動:點陣需要多工驅動。控制器必須以足夠快嘅速度循環掃描各行(或各列),以避免可見閃爍(通常>100Hz)。每點峰值電流(90mA)允許喺多工驅動期間使用更高嘅脈衝電流,以達到所需嘅平均亮度。
- 功率計算:有64點,每點最大平均功率40mW,加上由多工方案定義嘅佔空比,必須計算模組總功耗,以確保足夠嘅熱管理。
- 靜電放電(ESD)保護:同所有半導體裝置一樣,處理同組裝期間應遵守標準嘅ESD預防措施。
8. 技術比較及差異化
LTP-18088KD嘅關鍵區別在於佢使用AlInGaP(超紅光)技術。相比舊式嘅GaAsP或標準紅色GaP LED,AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率,從而喺相同驅動電流下獲得更高亮度,或者喺較低功率下獲得相似亮度。黑色面/白色顯示段設計比傳統灰色或米色封裝更有效提升對比度。其可堆疊設計係構建無縫大型顯示屏嘅實用機械優勢。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:峰值波長(650nm)同主波長(639nm)有咩分別?
答:峰值波長係發射光譜中功率最高嘅點。主波長係感知嘅顏色點,根據光譜同CIE配色函數計算得出。對於呢種單色紅光LED嚟講,兩者接近但唔完全相同。
問:點樣可以達到3500 μcd嘅典型發光強度?
答:測試條件係峰值電流(IP)為32mA,佔空比1/16。喺多工8行點陣中,1/8佔空比更常見。要達到相似嘅平均亮度,可能需要根據驅動器嘅佔空比同每個LED所需嘅平均電流,調整其有效時段內嘅峰值電流。
問:我可唔可以直接用5V微控制器引腳驅動佢?
答:唔可以。正向電壓約2.6V,必須串聯限流電阻。直接連接5V會因電流過大而損壞LED。此外,喺多工設置中,微控制器引腳通常無法提供/吸收一整列或一整行所需嘅累積電流;必須使用外部驅動器(電晶體或專用LED驅動IC)。
10. 設計及使用案例示例
場景:為一個計數器設計一個簡單嘅4位數字顯示屏。
會並排放置四個LTP-18088KD顯示屏(得益於可堆疊設計)。會使用一個微控制器來管理顯示屏。由於每個8x8點陣都可以形成可識別嘅數字,控制器嘅韌體會包含一個字型映射。微控制器通過外部電晶體陣列或專用LED驅動IC,對顯示屏進行多工驅動。佢會循環掃描四個顯示屏(時分多工),並且喺每個顯示屏內,循環掃描8行(行掃描)。每粒LED嘅峰值電流會由驅動電路設定,以達到所需亮度,同時考慮總多工佔空比(例如,如果掃描4個顯示屏 * 8行,則為1/32)。電源供應器必須能夠提供所有發光點嘅總平均電流。
11. 工作原理簡介
LTP-18088KD嘅運作原理基於半導體p-n接面嘅電致發光。當施加超過二極體閾值嘅正向電壓到AlInGaP LED晶片時,電子同電洞喺有源區複合,以光子(光)形式釋放能量。AlInGaP半導體合金嘅特定成分決定咗能隙能量,從而定義咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係超紅光。64粒獨立LED晶片排列成一個點陣,具有公共陽極列同公共陰極行。通過選擇性地向特定列(陽極)施加正電壓並將特定行(陰極)接地,只有位於該行同該列交點嘅LED會亮起。通過快速循環呢個過程(多工驅動),所有需要嘅點都可以被點亮,形成穩定嘅圖像。
12. 技術趨勢
顯示技術不斷演變。雖然像LTP-18088KD呢類分立式LED點陣,由於其耐用性、簡單性同高亮度,喺特定嵌入式應用中仍然相關,但有幾個趨勢值得注意。業界正轉向表面貼裝器件(SMD)LED陣列,以實現更高密度同自動化組裝。集成LED驅動點陣(內置控制器,如I2C或SPI介面)正簡化設計複雜度。對於彩色應用,RGB LED點陣變得越來越普遍。此外,喺許多消費應用中,小型OLED或TFT LCD模組正取代單色LED點陣,特別係需要全彩圖形、顏色,以及喺常亮場景下更低功耗嘅場合。然而,對於要求極高亮度、長壽命、寬溫度範圍同簡單性嘅應用,基於AlInGaP嘅點陣顯示屏仍然佔據重要地位。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |