LTP-1457AKY LED顯示器規格書 - 1.2英吋 (30.42公釐) 矩陣高度 - AlInGaP琥珀黃 - 5x7點陣 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTP-1457AKY是一款單字元、可顯示英數字元的顯示模組，專為需要清晰、易讀字元輸出的應用而設計。其核心元件為5x7點矩陣配置，提供顯示標準ASCII與EBCDIC字元集所需之解析度。其定義性的視覺特徵為琥珀黃色發光，此乃透過使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED晶片所達成。此半導體材料以其高效率與良好可見度而聞名。實體外觀採用灰色面板搭配白色點陣，為發光元件提供高對比背景，從而增強了在各種照明條件下的可讀性。

本裝置專為低功耗與固態可靠性而設計，使其適合整合至廣泛的電子設備中。其單平面結構與寬廣視角確保顯示資訊能從多個角度清晰可見。一個關鍵的機械特性是其水平可堆疊性，允許多個單元並排放置以形成多字元顯示器，且無明顯間隙，這對於建立訊息或數值讀數顯示至關重要。

2. 技術規格詳解

2.1 光學特性

光學性能是顯示器功能的核心。主要光源為生長在不透明GaAs基板上的AlInGaP LED晶片。典型峰值發射波長（λp）為595 nm，主波長（λd）為592 nm，明確將輸出定位於琥珀黃色光譜。譜線半寬度（Δλ）為15 nm，表示發光顏色相對純淨。在峰值電流80 mA、工作週期1/16的測試條件下，每個點的平均發光強度（Iv）規格為最小值2100 μcd，典型值為3800 μcd。點與點之間的發光強度匹配比最大為2:1，確保整個字元矩陣的亮度均勻。

2.2 電氣特性

電氣參數定義了顯示器的操作邊界與條件。在順向電流（If）為20 mA時，任何單一LED點的順向電壓（Vf）典型範圍為2.05V至2.6V。當施加5V逆向電壓（Vr）時，逆向電流（Ir）限制在最大值100 μA。這些參數對於設計正確的驅動電路以確保使用壽命與性能至關重要。

2.3 絕對最大額定值

這些額定值指定了可能導致永久損壞的極限值。每個點的平均功耗不得超過25 mW。每個點的峰值順向電流額定值為60 mA，但僅限於脈衝條件下（工作週期1/10，脈衝寬度0.1 ms）。每個點的平均順向電流從25°C開始，其降額因子為0.17 mA/°C。每個點的最大逆向電壓為5V。裝置的操作與儲存溫度範圍額定為-35°C至+85°C。組裝時，在安裝平面下方1.6mm處的焊接溫度不得超過260°C超過3秒。

3. 機械與封裝資訊

3.1 實體尺寸

顯示器的矩陣高度為1.2英吋（30.42公釐）。詳細的封裝尺寸於規格書內的詳細圖紙中提供，所有尺寸單位為公釐。除非另有說明，否則這些尺寸的標準公差為±0.25 mm。封裝設計旨在促進概述中提到的水平堆疊特性。

3.2 接腳配置與內部電路

裝置介面由14支接腳組成。接腳定義如下：接腳1：第5列陰極；接腳2：第7列陰極；接腳3：第2行陽極；接腳4：第3行陽極；接腳5：第4列陰極；接腳6：第5行陽極；接腳7：第6列陰極；接腳8：第3列陰極；接腳9：第1列陰極；接腳10：第4行陽極；接腳11：第3行陽極（註：與接腳4功能重複，可能是規格書錯誤或特定的內部連接）；接腳12：第4列陰極（與接腳5重複）；接腳13：第1行陽極；接腳14：第2列陰極。

內部電路圖顯示了5x7矩陣的標準共陰極配置。七條列線（陰極）與五條行線（陽極）在35個LED點處相交。要點亮特定點，必須將其對應的列陰極驅動為低電位（接地），同時將其行陽極驅動為高電位（透過限流電阻供應電流）。此矩陣排列方式將所需的驅動接腳數量最小化（5x7矩陣為12個，而非單獨驅動35個點所需的35個）。

4. 應用建議與設計考量

4.1 典型應用場景

此顯示器非常適合需要單一、高可見度英數字元的應用。常見用途包括工業控制面板上的狀態指示器、測試與量測設備上的數位讀數、嵌入式系統中用於除錯或模式指示的單字元顯示器，以及作為時鐘、計數器或簡單訊息看板等儀器中多位數面板的建構單元。

4.2 設計與驅動考量

驅動5x7矩陣需要多工掃描方案。為防止殘影與過大電流消耗，一次只能啟動一列，因此需要微控制器或專用顯示驅動IC來快速循環掃描七列（通常速率>60 Hz以避免閃爍）。啟動列的欄位資料會同時發送。每個點的平均順向電流必須根據峰值電流與工作週期（標準逐列多工掃描為1/7）計算。例如，要達到期望的平均點電流10 mA，在其啟動列時間內的峰值電流需要為70 mA（10 mA * 7列）。這必須與峰值電流的絕對最大額定值（工作週期1/10時為60 mA）進行核對。因此，仔細計算多工掃描方案與限流電阻至關重要。寬廣的操作溫度範圍允許其在非恆溫控制的環境中使用。

5. 性能曲線分析

規格書參考了典型的電氣/光學特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常包括：

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：此曲線顯示通過LED的電流與其兩端電壓之間的關係。它是非線性的，具有一個導通電壓（AlInGaP約為2V），之後電流會隨著電壓的微小增加而迅速增加。此曲線對於在恆壓驅動電路中選擇適當的限流電阻值至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流：此曲線展示了光輸出如何隨著電流增加而增加。在一定範圍內通常是線性的，但在極高電流下會飽和。在線性區域內操作對於透過脈衝寬度調變（PWM）進行亮度控制非常重要。
• 發光強度 vs. 環境溫度：此曲線顯示隨著LED接面溫度升高，光輸出的降額情況。對於AlInGaP，效率通常隨著溫度升高而降低，這意味著在高溫環境中，若未透過驅動電流補償，顯示器可能會顯得較暗。
• 光譜分佈：相對強度對波長的圖表，顯示光輸出集中在主波長（592 nm）附近以及光譜的寬度（半寬度15 nm）。

設計人員應參考這些曲線，以在預期的操作溫度範圍內優化驅動條件，實現亮度、效率與使用壽命的最佳化。

6. 焊接與組裝指南

組裝的關鍵參數是焊接耐熱性。引腳可承受最高260°C的溫度，最長持續時間為3秒，測量點位於封裝安裝平面下方1.6 mm（1/16英吋）處。這是波峰焊或迴焊製程的標準額定值。遵守此限制對於防止內部焊線或LED晶片本身損壞至關重要。在處理與組裝過程中應遵守標準的ESD（靜電放電）預防措施，因為LED對靜電敏感。儲存應在規定的溫度範圍-35°C至+85°C內，並處於低濕度環境中。

7. 技術比較與差異化

LTP-1457AKY的主要差異化特點在於其使用AlInGaP技術及其特定的機械外形尺寸。與較舊的GaAsP或GaP LED技術相比，AlInGaP提供更高的發光效率，在相同的電氣輸入下產生更亮的輸出，並具有更好的色彩純度。琥珀黃色常因其高視覺衝擊力與人眼感知的亮度而被選用。1.2英吋的字元高度是一個特定尺寸，可能比常見的0.56英吋或0.8英吋顯示器更大，使其適合觀看距離較遠或可見度至關重要的應用。水平可堆疊性是實用的功能，並非所有類似顯示器都具備，它簡化了多字元陣列的設計。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：如何使用微控制器驅動此顯示器？

答：您至少需要12個GPIO接腳（7個用於列，5個用於行）。實作一個掃描常式，一次啟動一列（陰極為低電位），同時透過限流電阻將該列的圖案施加到5個行（陽極）接腳上。掃描速度必須足夠快以避免閃爍（>60 Hz畫面更新率）。

問：我應該使用多大值的限流電阻？

答：這取決於您的電源電壓（Vcc）與期望的操作電流。使用公式：R = (Vcc - Vf) / If。對於5V電源供應，在20 mA下典型Vf為2.3V，則R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ω。使用最接近的標準值（例如130 Ω或150 Ω）。請記住，這是針對恆定點亮操作；對於多工掃描操作，峰值電流會更高。

問：我可以在戶外使用此顯示器嗎？

答：操作溫度範圍（-35°C至+85°C）相當寬廣，顯示其穩健性。然而，規格書並未指定防水或防塵的IP（防護等級）等級。對於戶外使用，顯示器可能需要置於保護窗後或密封外殼內，以防止濕氣與灰塵進入，這些可能損壞電子元件或遮蔽面板。

問：為什麼會有重複的接腳功能（例如接腳4和11，接腳5和12）？

答：這可能是提供的接腳連接表摘錄中的錯誤。在標準5x7矩陣中，只需要12個獨特訊號（5行 + 7列）。重複的接腳可能在內部連接到同一節點，以提供替代的PCB佈線選項，或者可能是文件錯誤。內部電路圖是連接性的權威來源。

9. 工作原理介紹

基本原理基於半導體電致發光。當施加超過二極體導通電壓的順向電壓於AlInGaP p-n接面時，電子與電洞在主動區複合，以光子的形式釋放能量。鋁、銦、鎵與磷化層的特定成分決定了能隙能量，這直接相關於發射光的波長（顏色）——在本例中為琥珀黃色。5x7矩陣是一種定址技術，透過將LED排列成網格，將所需的控制線數量從35條（每點一條）減少到12條（列+行）。透過選擇性地啟動通電的列與行的交點來控制點亮。

像LTP-1457AKY這樣的顯示器代表了用於單字元與低字元數英數字元輸出的成熟、可靠技術。雖然較大的圖形顯示器與OLED已成為複雜資訊顯示的主流，但離散式LED點矩陣模組由於其簡單性、堅固性、高亮度、寬廣視角與優異的使用壽命，在工業、儀器儀表與嵌入式應用中仍然高度相關。如本裝置所示，從舊的LED材料轉向AlInGaP是一個顯著的趨勢，提高了效率與色彩範圍。類似顯示領域的當前趨勢可能包括將驅動電路整合到模組本身（僅需串列資料與電源輸入）、使用更高效的材料如InGaN來產生不同顏色，以及針對自動化組裝製程優化的設計。固態可靠性、低功耗與高可見度的核心優勢確保了此技術在特定利基市場的持續使用。

Displays like the LTP-1457AKY represent a mature, reliable technology for single and low-digit alphanumeric output. While larger graphic displays and OLEDs have become prevalent for complex information, discrete LED dot matrix modules remain highly relevant in industrial, instrumentation, and embedded applications due to their simplicity, ruggedness, high brightness, wide viewing angles, and excellent longevity. The shift from older LED materials to AlInGaP, as seen in this device, was a significant trend that improved efficiency and color range. Current trends in similar display segments might include the integration of the driver circuitry onto the module itself (requiring only serial data and power inputs), the use of even more efficient materials like InGaN for different colors, and designs optimized for automated assembly processes. The core advantages of solid-state reliability, low power, and high visibility ensure this technology's continued use in specific niches.