LTP-181FFM LED 點陣顯示屏規格書 - 1.86吋 (47.4毫米) 高度 - 綠色同超紅光 - 16x16 點陣 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTP-181FFM 係一款中型雙色點陣顯示模組，專為需要清晰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由獨立可尋址發光二極管（LED）以網格形式排列組成嘅視覺輸出介面。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款器件設計有幾個關鍵優勢，令佢適合工業、商業同儀器儀表應用。佢具備1.86吋 (47.4 毫米) 字元高度，提供極佳嘅遠距離可讀性。顯示屏提供高亮度同高對比度，確保即使喺光線充足嘅環境下都清晰可見。寬廣視角允許從顯示表面唔同位置都能夠清楚睇到資訊。

從可靠性角度嚟睇，佢擁有LED技術固有嘅固態可靠性，即係冇活動部件同長壽命。佢嘅低功耗要求，令佢非常慳電。一個重要嘅機械特點係模組可以垂直同水平堆疊，無需複雜介面就能夠組成更大嘅顯示面板或多行顯示。LED仲會根據發光強度進行分類，確保唔同單元之間同埋點陣內部嘅亮度一致，呢點對於均勻外觀至關重要。

目標市場包括公共資訊顯示屏、工業控制面板、測試同測量設備、交通標誌，以及任何需要穩健、可靠同清晰狀態或數據顯示嘅系統。

2. 技術規格深入分析

LTP-181FFM 係一款16行乘16列嘅點陣顯示屏。佢利用兩種唔同嘅LED半導體技術實現雙色顯示能力。

2.1 器件描述同技術

綠色LED晶片採用磷化鎵（GaP）喺GaP基板上製造。紅色LED晶片採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）技術，特別標註為"超紅光"，表示喺紅色光譜中具有高效率同高純度。呢啲紅色晶片生長喺不透明砷化鎵（GaAs）基板上。顯示屏採用黑色面板透過吸收環境光來增強對比度，並且喺LED上面加咗一層擴散膜，將獨立光點融合成更均勻嘅字元外觀，減少"點狀"觀感。

2.2 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。佢哋係喺環境溫度（T_A）為25°C時指定嘅。

• 每點平均功耗：綠色：36 mW，超紅光：40 mW。
• 每點峰值正向電流：綠色：100 mA，超紅光：90 mA。
• 每點平均正向電流：綠色：13 mA，超紅光：15 mA。呢個額定值喺高於25°C時必須線性降額，綠色降額率為0.17 mA/°C，紅色為0.2 mA/°C。
• 每點反向電壓：兩種顏色都係5 V。
• 工作同儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 焊接溫度：260°C 持續3秒，測量點喺封裝體座落平面下方1/16吋（≈1.59 毫米）處。

2.3 電氣同光學特性

呢啲係喺T_A= 25°C嘅指定測試條件下保證嘅性能參數。

2.3.1 綠色LED特性

• 平均發光強度（I_V）：典型值1400 µcd，最小值500 µcd。測試條件：峰值電流（I_p）= 35 mA，1/16佔空比。
• 峰值發射波長（λ_p）：565 nm（典型值）。測試條件：正向電流（I_F）= 20 mA。
• 譜線半寬度（Δλ）：30 nm（典型值）。I_F= 20 mA。
• 主波長（λ_d）：569 nm（典型值）。I_F= 20 mA。
• 每點正向電壓（V_F）：I_F=80mA時典型值2.6 V（最大值3.7 V）；I_F=20mA時典型值2.1 V。
• 每點反向電流（I_R）：V_R= 5V時最大值100 µA。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：任意兩點之間最大值1.6:1。I_p= 35 mA，1/16佔空比。

2.3.2 AlInGaP超紅光LED特性

• 平均發光強度（I_V）：典型值1500 µcd，最小值500 µcd。測試條件：I_p= 15 mA，1/16佔空比。
• 峰值發射波長（λ_p）：650 nm（典型值）。I_F= 20 mA。
• 譜線半寬度（Δλ）：35 nm（典型值）。I_F= 20 mA。
• 主波長（λ_d）：639 nm（典型值）。I_F= 20 mA。
• 每點正向電壓（V_F）：I_F=80mA時典型值2.8 V（隱含最大值3.7 V）；I_F=20mA時典型值2.6 V。
• 每點反向電流（I_R）：V_R= 5V時最大值100 µA。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：最大值1.6:1。I_p= 15 mA，1/16佔空比。

註：發光強度測量使用接近CIE明視覺響應曲線嘅感測器同濾光片。

3. 分級系統解釋

規格書指出LED會根據發光強度進行分類。呢個係一個關鍵嘅分級過程。

• 發光強度分級：指定嘅最大匹配比1.6:1確保喺單個顯示模組內，喺相同驅動條件下，冇任何單個LED光點會比最暗嘅光點亮超過60%。呢點對於實現字元同整個顯示區域嘅均勻亮度至關重要，防止出現"熱點"或暗段。
• 波長：雖然提供咗峰值（565nm，650nm）同主波長（569nm，639nm）嘅典型值，但生產變異會受到控制，以確保綠色同紅色落喺可接受嘅視覺波段內。譜線半寬度數據（30nm，35nm）表示顏色純度。
• 正向電壓：指定嘅範圍（例如，綠色喺高電流下為2.1V至3.7V）考慮咗半導體製造中嘅自然變異。驅動電路必須設計成能夠適應呢個範圍，以確保亮度一致。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型電氣/光學特性曲線。雖然提供嘅文本冇詳細說明具體圖表，但呢類器件嘅標準曲線通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示單個LED光點嘅正向電流同正向電壓之間嘅關係。佢係非線性嘅，有一個開啟/閾值電壓（呢啲顏色大約喺1.8-2.0V），之後電流會隨住電壓嘅微小增加而快速增加。呢條曲線對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 正向電流（I_F）：顯示光輸出如何隨電流增加。喺好大範圍內通常係線性嘅，但喺極高電流下會由於熱效應而飽和。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出如何隨住LED結溫升高而下降。呢個降額同絕對最大額定值中指定嘅平均電流降額直接相關。
• 光譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示峰值同主波長以及譜線半寬度，確認顏色特性。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

規格書包含詳細嘅機械圖紙（此處未繪製）。圖紙中嘅關鍵註明指出，所有尺寸均以毫米（mm）為單位，並且默認公差為 ±0.25 毫米（0.01 吋），除非特定特徵註明另有規定。呢張圖紙定義咗整體佔位面積、安裝孔位置、LED點陣可視區域，以及48個腳位嘅精確位置同間距。

5.2 腳位連接同電路圖

器件採用48腳雙列直插封裝。由於係複用嘅16x16點陣，腳位定義比較複雜。腳位被指定為行嘅共陽極或列嘅陰極，並有特定腳位用於綠色同紅色LED。例如，腳位3係綠色嘅第1列陰極，而腳位11係紅色嘅第1列陰極。呢種安排允許控制器選擇一行（通過向其共陽極施加正電壓），然後通過相應嘅列陰極腳位吸收電流，點亮該行中特定嘅綠色或紅色光點。

參考咗內部電路圖，通常會顯示所有256個LED（16x16）嘅互連，闡明邊啲陽極行同陰極列控制每種顏色嘅每個特定LED光點。

6. 焊接同組裝指引

提供嘅主要指引係焊接溫度曲線：260°C 持續3秒，測量點喺封裝體下方1/16吋（1.59 毫米）處。呢個係標準嘅波峰焊或手工焊接參考點，以防止過熱損壞內部LED或塑膠封裝。對於回流焊，適用峰值溫度約260°C嘅標準無鉛曲線，但應控制液相線以上時間（TAL），以滿足腳位層面嘅3秒指引。

處理應遵循半導體器件嘅標準ESD（靜電放電）預防措施。儲存應喺指定嘅-35°C至+85°C溫度範圍內，並處於低濕度環境中。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 工業控制面板：顯示機器狀態、生產計數、錯誤代碼或設定值。
• 測試同測量設備：顯示數值讀數、單位同模式指示器。
• 資訊顯示屏：公共空間用於顯示簡單訊息、排隊號碼或交通時刻表。
• 堆疊顯示系統：可以組合多個模組來顯示更長嘅文字訊息、更大嘅字體或多行數據。

7.2 設計考慮因素

• 驅動電路：需要具有足夠I/O腳位嘅微控制器或專用LED顯示驅動IC（如MAX7219或類似複用驅動器）來管理16:1複用（16行）。驅動器必須提供選中光點所需嘅峰值電流（例如，每點80mA，除以佔空比）。
• 電流限制：必須為每個陰極列（或其分組）使用外部限流電阻或恆流驅動器，以防止超過絕對最大電流並設定所需亮度。計算必須使用最大V_F，以確保所有條件下電流安全。
• 熱管理：必須遵守平均電流隨溫度降額。喺高環境溫度下，可能需要降低複用佔空比或峰值電流，以將結溫保持喺安全限度內並維持亮度一致性。
• 視角：寬廣視角有好處，但應喺機械外殼設計中考慮，以配合預期觀看者嘅位置。

8. 技術比較同差異化

同通用單色或更細點陣顯示屏相比，LTP-181FFM提供明顯優勢：

• 雙色能力：使用專用綠色同高效率AlInGaP超紅光LED，允許雙色資訊呈現（例如，綠色表示正常狀態，紅色表示警報/警告），增強資訊密度同清晰度。
• 大字元高度（1.86吋）：同更細嘅5x7或8x8點陣相比，提供優越嘅遠距離可讀性，填補咗小型指示器同大型標誌之間嘅市場空缺。
• 強度分級：保證嘅1.6:1強度匹配比係質量嘅標誌，確保專業級顯示均勻性，呢點係更平價、未分級顯示屏可能缺乏嘅。
• 可堆疊設計：機械設計便於輕鬆組裝多模組顯示屏，呢個特點並非所有獨立使用嘅顯示屏都具備。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q1："峰值"波長同"主"波長有咩唔同？

A：峰值波長（λ_p）係發射光強度最大嘅波長。主波長（λ_d）係與LED感知顏色相匹配嘅單色光波長。對於LED，λ_d通常同人類顏色感知更相關。

Q2：點解發光強度嘅測試電流綠色（35mA）同紅色（15mA）唔同？

A：呢個反映咗兩種半導體技術嘅唔同效率。AlInGaP超紅光LED效率更高，喺比GaP綠色LED達到其典型強度（1400 µcd）所需更低嘅驅動電流下，就能產生其典型發光強度（1500 µcd）。

Q3：點樣計算一列所需嘅串聯電阻？

A：使用歐姆定律：R = (V_電源- V_F- V_{驅動器壓降}) / I_F。使用規格書中嘅最大V_F（例如，綠色喺80mA時為3.7V），以確保即使係低V_F嘅LED，電流都唔會超過限制。考慮列驅動電晶體/MOSFET嘅壓降（V_{驅動器壓降}）。電流I_F係所需嘅每點峰值電流（例如，80mA），但要記住，喺複用設計中，呢個電流係由單行時間片內活動嘅一列中所有光點共享嘅。

Q4：測試條件中嘅"1/16 DUTY"係咩意思？

A：表示顯示屏正以1/16佔空比嘅複用模式驅動。呢個對於16行點陣係標準做法。每行只喺整個刷新週期時間嘅1/16內通電。發光強度係喺呢個條件下測量嘅，呢個就係顯示屏實際使用時嘅方式。"開啟"時間內嘅峰值電流高於平均電流，以補償低佔空比並達到所需嘅平均亮度。

10. 設計同使用案例研究

場景：設計一個多行生產計數器顯示屏。

一位工程師需要一個顯示屏用於工廠車間，顯示機器嘅當前生產計數同目標。佢選擇咗兩個垂直堆疊嘅LTP-181FFM模組。

實施：單個微控制器驅動兩個顯示屏。韌體管理16行複用程序，依次刷新每一行。頂部模組以綠色顯示"COUNT: [數字]"。底部模組以綠色顯示"TARGET: [數字]"。如果機器因錯誤停止，相關行或單獨嘅"ERROR"訊息可以喺相應模組上以紅色閃爍。可堆疊設計簡化咗機械安裝。高亮度同寬廣視角確保操作員從車間唔同位置都能睇到資訊。強度分級保證兩個模組並排時具有一致、均勻嘅外觀。

11. 工作原理介紹

LTP-181FFM基於LED點陣複用原理運作。為256個獨立光點（對於16x16單色）或更多（對於雙色）提供獨立線路係唔實際嘅。相反，LED以網格形式排列，其中單行中所有LED嘅陽極連接埋一齊（共陽極行），而特定顏色單列中所有LED嘅陰極連接埋一齊（陰極列）。

要點亮特定光點（例如，第5行第3列嘅綠色光點），控制器喺刷新週期內快速連續執行以下步驟：1）將第5行嘅共陽極設定為正電壓（例如，+5V）。2）將第3列（綠色）嘅陰極連接到地（0V），完成電路並允許電流流過該特定綠色LED。所有其他行關閉，所有其他列線保持高電平（開路）。通過非常快速地掃描所有16行（例如，100Hz或更高），視覺暫留會產生錯覺，令16x16點陣中所有所需光點好似同時點亮一樣。雙色能力只係為紅色LED增加咗一組獨立控制嘅陰極腳位。

12. 技術趨勢

雖然LTP-181FFM使用成熟嘅GaP（綠色）同AlInGaP（紅色）技術，但更廣泛嘅LED顯示領域正喺度發展。趨勢包括：

• 更高效率材料：從GaAs上嘅AlInGaP轉向更高效嘅結構，或使用基於InGaN嘅材料製造紅色LED（雖然有挑戰性），以提高效率同色域。
• 集成驅動器：較新嘅顯示模組通常將複用驅動IC，有時甚至微控制器介面（如I2C或SPI）直接集成喺模組PCB上，相比LTP-181FFM呢類裸LED點陣，顯著簡化咗外部電路設計。
• 表面貼裝技術（SMT）：許多現代LED點陣使用SMT LED同封裝，允許更低嘅外形、自動化組裝，以及潛在更高嘅解析度。LTP-181FFM嘅通孔設計穩健，適合可能進行手工焊接或維修嘅應用。
• 全彩RGB點陣：對於更高級嘅圖形或多色文字應用，每個像素集成紅、綠、藍（RGB）LED嘅點陣變得越來越普遍，雖然佢哋需要更複雜嘅驅動電子設備。

LTP-181FFM代表咗其類別中一款可靠、高性能嘅解決方案，為廣泛嘅嵌入式顯示應用平衡咗尺寸、亮度、雙色功能同設計靈活性。