目錄
1. 產品概述
LTP-1557TBE 是一款固態、可顯示英數字元的顯示模組，專為需要清晰、可靠字元輸出的應用而設計。其核心功能是透過一個由可獨立定址的發光二極體 (LED) 所組成的網格，將資料（通常是 ASCII 或 EBCDIC 編碼字元）以視覺化方式呈現。此元件的目標市場包括工業控制面板、儀器儀表、銷售點終端機以及各種嵌入式系統，這些應用需要簡單、耐用且低功耗的顯示解決方案。
本裝置的核心優勢在於其採用 InGaN（氮化銦鎵）藍光 LED 晶片。此半導體技術提供了良好的發光效率和獨特的藍色光。顯示器採用灰色面板搭配白色發光點，增強了對比度和可讀性。其實用性的關鍵特點包括：低功耗需求、單平面設計帶來的寬廣視角、無活動部件的固態可靠性，以及能夠水平堆疊以構成多字元顯示的能力。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 光度與光學特性
光學性能是在環境溫度 (Ta) 25°C 的特定測試條件下定義的。平均發光強度 (Iv)在順向電流 (IF) 為 10mA 驅動時，每個 LED 晶片的最小值為 5400 µcd，典型值為 13500 µcd，未指定最大值。此參數表示人眼感知的光輸出功率，是使用經過濾波以匹配 CIE 明視覺響應曲線的感測器進行測量的。
峰值發射波長 (λp)典型值為 468 nm，這將輸出定位在可見光譜的藍色區域。光譜線半高寬 (Δλ)為 25 nm，表示光譜純度或發射波長的分布範圍。主波長 (λd)介於 470 nm 至 475 nm 之間，代表光線的感知顏色。發光強度匹配比在同一顯示區域內的 LED 之間，最大值為 2:1，確保矩陣內亮度具有可接受的均勻性。2.2 電氣特性
關鍵的電氣參數是
順向電壓 (VF)每個晶片在測試電流 20mA 下，範圍從 3.3V（最小）到 3.6V（最大）。這是選擇適當限流電阻或驅動電路的關鍵設計參數。逆向電流 (IR)在施加 5V 逆向電壓 (VR) 時，指定最大值為 100 µA。必須注意，此逆向電壓條件僅用於測試目的；本裝置並非設計用於在逆向偏壓下連續運作。2.3 絕對最大額定值與熱考量
這些額定值定義了可能導致永久損壞的應力極限。
連續順向電流在 25°C 下，每個晶片為 20mA，隨著溫度升高，以線性方式降額 0.21 mA/°C。峰值順向電流為 100mA，但僅在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）適用。每個晶片的最大功率消耗為 70 mW。本裝置的工作與儲存溫度範圍額定為 -35°C 至 +85°C。靜電放電 (ESD)閾值為 2000V（人體放電模型），表示具有中等敏感度，需要適當的處理程序。3. 機械與封裝資訊
3.1 尺寸與公差
本裝置的矩陣高度為 1.2 英吋 (30.42 mm)。所有封裝尺寸均以毫米提供。除非另有說明，一般公差為 ±0.25 mm。特別註明接腳尖端偏移公差為 ±0.5 mm，這對於 PCB 焊盤設計和自動化組裝非常重要。
3.2 接腳連接與內部電路
顯示器採用 14 接腳配置。內部電路圖顯示了多工矩陣結構。接腳被分配給第 1 至 7 列的陽極以及第 1 至 5 行的陰極。這種 X-Y 選擇架構允許透過啟動相應的列（陽極）和行（陰極）線路來控制任何單一點（LED），與直接驅動方法相比，顯著減少了所需的驅動接腳數量。
4. 焊接與組裝指南
規格書規定最高焊接溫度為 260°C，最長持續時間為 5 秒，測量點位於安裝平面下方 1.6mm (1/16 英吋) 處。這是通孔元件的典型迴流焊接溫度曲線限制。必須遵守此限制，以防止 LED 晶片或塑膠封裝因過度的熱應力而損壞。
5. 靜電放電 (ESD) 防護
考慮到 ESD 敏感度等級，建議遵循嚴格的處理程序，以防止靜電或電源突波造成的損壞。這些程序包括：使用導電腕帶或防靜電手套；確保所有設備、工作站和儲物架妥善接地；以及在處理和儲存過程中，使用離子風扇來中和可能積聚在塑膠透鏡表面的靜電荷。
6. 應用建議
6.1 典型應用場景
此顯示器非常適合需要單行或少數字元資訊的應用。常見用途包括機械上的狀態指示器、測試設備上的簡單讀數、基本消費性電子產品的顯示面板，以及由於其可堆疊設計，可作為大型多字元訊息看板的建構模組。
6.2 設計考量
驅動電路：
需要微控制器或專用顯示驅動 IC 來對行和列進行多工掃描。驅動器必須提供必要的電流（通常每段 10-20mA）並處理順向電壓降（約 3.6V）。限流電阻對於每條行線或列線至關重要，用以設定工作電流。電源供應：
供應電壓必須高於 LED 順向電壓。常見使用 5V 電源，並使用電阻來降低剩餘電壓。視角：
單平面、寬視角的設計對於顯示器可能從非中心位置觀看的應用非常有利。環境：
指定的工作溫度範圍使其適用於室內和許多工業環境。7. 技術比較與差異化
與白熾燈或真空螢光顯示器 (VFD) 等舊技術相比，此 LED 矩陣由於其固態結構，提供了顯著更低的功耗、更長的使用壽命以及優越的抗衝擊和抗振動能力。在 LED 顯示器類別中，使用 InGaN 藍光晶片提供了與更常見的紅色 GaAsP 或 GaP LED 不同的顏色選擇。5x7 格式是英數字元生成的標準，在解析度和接腳數量之間提供了良好的平衡。其通孔封裝使其與表面黏著替代方案區分開來，使其更適合原型製作、業餘愛好者專案或可能涉及手動焊接的應用。
8. 基於技術參數的常見問題
問：2:1 發光強度匹配比的目的是什麼？
答：此比率確保在相同驅動條件下，顯示器中最亮的點不會比最暗的點亮超過兩倍。這對於實現所有字元和段位的外觀均勻性非常重要，可防止某些點看起來明顯比其他點更暗或更亮。
問：我可以用 3.3V 微控制器接腳直接驅動此顯示器嗎？
答：不行。典型的順向電壓 (3.6V) 高於 3.3V。您需要一個由更高電壓電源（例如 5V）供電的驅動電路（如電晶體陣列）來切換行/列。然後微控制器的接腳將控制這些驅動電晶體。
問：為什麼有一條註解說明逆向電壓僅供測試？
答：LED 是二極體，並非設計用來阻擋高逆向電壓。施加超過非常低閾值（通常只有幾伏特）的連續逆向偏壓可能導致崩潰並損壞裝置。5V 測試條件用於在受控的非工作應力下測量漏電流 (IR)。
問：如何建立多字元顯示？
答：這些顯示器可以水平堆疊。這意味著您可以將多個單元並排放置在 PCB 上。它們的接腳定義設計使得相鄰單元的相應行線和列線可以並聯連接，允許單一驅動電路透過同時掃描所有單元的行，並依序發送每個位置的列數據，來控制一串字元。
9. 實務設計與使用案例
案例：設計一個簡單的溫度讀數顯示。
設計師需要在嵌入式控制器上顯示兩位數的溫度（例如 "25"）。他們將使用兩個 LTP-1557TBE 顯示器。微控制器將被編程，將溫度感測器值轉換為數字 '2' 和 '5' 的 ASCII 碼。這些碼將使用儲存在微控制器記憶體中的查找表，轉換為每個字元的特定亮點圖案。微控制器的 I/O 接腳（可能透過外部電流吸收驅動器（如用於列的 ULN2003 陣列）和電流源驅動器（如用於行的電晶體））將對顯示器進行多工掃描。它會快速循環啟動兩個顯示器的第 1 行，同時為每個字元設定該行的列圖案，然後是第 2 行，依此類推直到第 7 行。這個過程發生得比人眼能感知的速度更快，從而產生穩定字元的視覺效果。灰色面板和白色發光點確保在預期環境的環境光下具有良好的可讀性。10. 工作原理簡介
基本工作原理基於半導體 p-n 接面的電致發光。當施加超過二極體導通閾值（順向電壓，VF）的順向偏壓時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入到主動區域（接面）。在這裡，它們重新結合，以光子（光）的形式釋放能量。所使用的特定材料——本例中為 InGaN——決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長（顏色），即藍色光譜。5x7 矩陣排列是一種實用的實現方式，其中 35 個獨立的 LED 晶片被封裝在一起，並以行-列矩陣方式互連，以最小化外部連接。
11. 技術趨勢與發展
雖然這種特定的通孔、分立式 LED 矩陣代表了一種成熟且穩定的技術，但更廣泛的顯示技術領域仍在持續發展。趨勢包括轉向表面黏著裝置 (SMD) 封裝以實現自動化組裝和更小的外形尺寸。同時也朝著更高密度的矩陣和全彩 RGB 顯示器發展，這些顯示器採用先進的封裝技術，將紅、綠、藍晶片整合到單一像素中。此外，底層的 LED 晶片技術在效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）和可靠性方面不斷改進。然而，基本的 5x7 英數字元格式對於無數不需要高解析度或色彩的簡單、經濟高效且可靠的顯示應用仍然具有相關性。
While this specific through-hole, discrete LED matrix represents a mature and stable technology, the broader field of display technology continues to evolve. Trends include the migration to surface-mount device (SMD) packages for automated assembly and smaller form factors. There is also a move towards higher-density matrices and full-color RGB displays using advanced packaging techniques that integrate red, green, and blue chips into a single pixel. Furthermore, the underlying LED chip technology sees continuous improvement in efficiency (more light output per watt of electrical input) and reliability. However, the basic 5x7 alphanumeric format remains relevant for countless simple, cost-effective, and reliable display applications where high resolution or color is not required.
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |