LTP-1557AKR LED顯示器規格書 - 1.2英吋 (30.42公釐) 矩陣高度 - AlInGaP超紅光 - 5x7點陣 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTP-1557AKR是一款單字元、字母數字顯示模組，專為需要清晰、可靠字元輸出的應用而設計。其核心元件是一個5列乘7行（5x7）的發光二極體（LED）陣列，提供了顯示ASCII和EBCDIC字元的標準解析度。實體顯示區域具有1.2英吋（30.42公釐）的矩陣高度，提供良好的可讀性。該裝置採用灰色面板與白色點狀的配色方案，增強了各種照明條件下的對比度和清晰度。

其發光背後的主要技術是AlInGaP（磷化鋁銦鎵）超紅光LED晶片。這些晶片製造在不透明的砷化鎵（GaAs）基板上。AlInGaP技術以其在紅-橙-黃光譜中的高效率和出色色彩純度而聞名，使此顯示器非常適合需要鮮豔紅色輸出的應用。

一個關鍵的操作特性是其X-Y選擇架構。顯示器並非單獨驅動35個點中的每一個，而是採用矩陣配置，其中陽極以行連接，陰極以列連接（或反之亦然）。這將所需的驅動接腳數量從35個大幅減少到12個（5行 + 7列），簡化了介面電路和控制器的需求。該裝置亦設計為可水平堆疊，允許透過將多個單元並排放置來創建多字元顯示。

1.1 核心優勢與目標市場

此顯示器為系統設計師提供了多項顯著優勢。其低功耗需求使其適用於電池供電或注重能源效率的裝置。LED的固態可靠性，無活動部件且對衝擊和振動具有高抵抗力，確保了長久的運作壽命。寬廣視角和單一平面設計提供了從不同角度觀看的一致性。此外，該裝置經過發光強度分級，意味著單元會根據特定的亮度範圍進行分級和銷售，這確保了在多顯示器應用中或當亮度匹配至關重要時的一致性。

此顯示器的主要目標市場包括工業儀表、測試與量測設備、銷售點終端機、舊式電腦介面，以及任何需要簡單、耐用且明亮的字元讀數的嵌入式系統。其與標準字元代碼的相容性，使其易於與微控制器和數位系統整合。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 光度學與光學特性

光學性能是在環境溫度（Ta）為25°C的特定測試條件下定義的。關鍵參數是平均發光強度（I_V)），在峰值電流（I_p）為80mA、佔空比為1/16驅動時，其典型值為3800 µcd（微燭光），最小值為2100 µcd。此測量近似於CIE明視覺響應曲線，確保該值與感知亮度相關。

色彩特性由波長定義。峰值發射波長（λ_p)）通常為639 nm，位於光譜的亮紅色部分。主波長（λ_d)）通常為631 nm。峰值波長與主波長之間的差異對LED而言是正常的，與發射光譜的形狀有關。光譜線半寬度（Δλ）通常為20 nm，表示光譜純度或圍繞峰值發射的波長範圍。

確保外觀均勻性的關鍵規格是發光強度匹配比（I_V-m)），最大值為2:1。這意味著在相同驅動條件下，陣列中最亮的點其亮度不會超過最暗點的兩倍，這對於字元可讀性而言是可接受的。

2.2 電氣特性

任何單一LED點在順向電流（I_F）為20mA時測得的順向電壓（V_F）範圍從最小值2.0V到最大值2.6V，典型值在此範圍內。這是LED點亮時的電壓降。當施加5V的反向電壓（V_R）時，反向電流（I_R）規定最大值為100 µA，表示裝置在關閉狀態下的漏電特性。

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極限。每點平均功耗不得超過33 mW。每點峰值順向電流額定值為90 mA，但僅在特定脈衝條件下：佔空比1/10，脈衝寬度0.1 ms。每點平均順向電流在25°C時的基礎額定值為13 mA，當溫度超過25°C時，以0.17 mA/°C的速率線性遞減。此遞減對於熱管理和長期可靠性至關重要。

最大每點反向電壓為5V。該裝置的工作溫度範圍額定為-35°C至+85°C，儲存溫度範圍亦類似。對於組裝，焊接溫度在元件安裝平面下方1.6mm處測量時，不得超過260°C超過3秒。

3. 分級系統說明

規格書明確指出該裝置經過發光強度分級。這是一個分級過程，製造出的單元會在標準條件下測試其光輸出，並根據結果分類成組。這讓客戶可以選擇保證最低亮度的零件，或確保產品中所有顯示器的一致性，防止在多單元設置中某個字元明顯比其他字元暗淡。雖然規格書提供了完整範圍（2100-3800 µcd 最小/典型），但訂購的零件通常會落在更窄的指定分級內。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型電氣/光學特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體曲線，但LED規格書中的此類曲線通常包括：

• 順向電流 vs. 順向電壓（I_F-V_F曲線）：顯示電流與電壓之間的非線性關係，對於設計限流電路至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流（I_V-I_F曲線）：展示光輸出如何隨電流增加，通常在極高電流下效率下降之前呈線性區域。
• 發光強度 vs. 環境溫度（I_V-T_a曲線）：顯示隨著接面溫度升高，光輸出會下降，凸顯了熱管理的重要性。
• 光譜分佈曲線：繪製相對強度與波長的關係圖，視覺化定義了峰值（λ_p）和半寬度（Δλ）。

這些曲線對於理解裝置在非標準條件下的行為，以及針對特定應用需求優化驅動參數至關重要。

5. 機械與封裝資訊

該裝置採用標準LED顯示器封裝。封裝尺寸圖提供了所有關鍵的機械輪廓，儘管文本中未列出確切尺寸。公差通常為±0.25 mm，除非另有說明。該圖將包括總長度、寬度和高度、引腳間距以及顯示視窗的位置。

5.1 接腳連接與內部電路

顯示器具有14接腳介面。接腳定義如下：接腳1：陽極第5行；接腳2：陽極第7行；接腳3：陰極第2列；接腳4：陰極第3列；接腳5：陽極第4行；接腳6：陰極第5列；接腳7：陽極第6行；接腳8：陽極第3行；接腳9：陽極第1行；接腳10：陰極第4列；接腳11：陰極第3列（註：第3列出現在接腳4和11上，可能是內部連接或文件錯誤，需要驗證）；接腳12：陽極第4行（註：第4行出現在接腳5和12上）；接腳13：陰極第1列；接腳14：陽極第2行。

內部電路圖將視覺化呈現5x7矩陣，顯示5行陽極和7列陰極如何連接35個獨立的LED點。此圖對於理解多工驅動順序至關重要。6. 焊接與組裝指南

關鍵的組裝規格是焊接溫度曲線。該裝置可承受

最高焊接溫度260°C，最長3秒。此測量是在封裝體安裝平面下方1.6mm（1/16英吋）處進行。此指南對於波峰焊或迴焊製程至關重要，以防止對LED晶片或內部接合造成熱損壞。處理時應遵守標準的ESD（靜電放電）預防措施。對於儲存，應維持在乾燥環境中指定的-35°C至+85°C範圍。7. 應用建議

7.1 典型應用場景

此顯示器非常適合任何需要單一、明亮、字母數字讀數的應用。範例包括：用於電壓、電流或溫度的數位面板儀表；工業控制器上的設定顯示；網路或電信設備上的狀態指示器；記分板或計時器；以及醫療或測試設備上的診斷顯示。

7.2 設計考量

驅動電路

• ：需要具有足夠I/O接腳的微控制器或專用的LED顯示器驅動IC（如MAX7219或類似產品）來執行多工驅動。驅動器必須能夠吸收/提供必要的峰值電流（每個點脈衝高達80mA，但由於佔空比，平均電流低得多）。限流
• ：必須為每個陽極行或陰極列（取決於驅動配置）使用外部限流電阻，以設定順向電流並保護LED。多工時序
• ：刷新率和佔空比必須足夠高以避免可見閃爍。測試條件中使用的1/16佔空比是常見的。必須調整峰值電流，使每點的平均電流和功耗保持在限制範圍內。熱管理
• ：如果預期工作環境溫度顯著超過25°C，請確保適當遞減平均電流。可能需要足夠的PCB銅箔或氣流。光學介面
• ：在最終產品設計中考慮是否需要濾光片、擴散片或保護視窗。8. 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顯示器提供了卓越的抗衝擊/振動能力、更低的工作電壓、更快的響應時間以及可能更長的使用壽命。與現代圖形OLED或LCD相比，它更簡單、在惡劣環境中更堅固、提供更優異的亮度和視角，並且需要更簡單的控制電子設備，儘管它僅限於預定義的字元形狀。

在LED顯示器家族中，使用

AlInGaP超紅光技術使其與標準的GaAsP或GaP紅光LED區分開來，提供了更高的效率和更好的色彩飽和度。特定的1.2英吋高度和5x7格式使其成為許多舊式系統的標準替換零件。9. 基於技術參數的常見問題

問：我可以用恆定直流電流驅動每個點嗎？

答：技術上可以，但這將需要35個獨立的驅動器，這不切實際。矩陣設計旨在用於多工（X-Y）驅動，以最小化接腳數量。

問：為什麼峰值電流（90mA）遠高於平均電流額定值（13mA）？

答：因為顯示器是多工驅動的，每個點僅在部分時間（佔空比）通電。在其短暫的開啟時間內，峰值電流可以更高以達到所需的亮度，只要

平均電流隨時間保持在13mA限制內以防止過熱即可。問：2:1的強度匹配比對我的應用意味著什麼？

答：這意味著點亮度的某些變化是正常的。對於字元顯示器，這種微小的變化通常人眼無法察覺，也不影響可讀性。對於需要完美均勻性的應用，可能需要從更嚴格的分級中選擇零件或使用光學擴散片。

問：如何計算所需的限流電阻值？

答：您需要電源電壓（V

）、所需的順向電流（I_CC）和LED順向電壓（V_F）。使用歐姆定律：R = (V_F- V_CC) / I_F。請記住，此處的I_F是_F峰值電流，即該點在多工週期中的有效時間內的電流。10. 實際使用案例範例

考慮設計一個簡單的數位溫度計。微控制器讀取溫度感測器，執行計算，並需要顯示一個3位數值（例如23.5）。三個LTP-1557AKR顯示器可以水平堆疊。微控制器使用顯示器驅動IC，將對三個顯示器進行多工驅動。它會將數值轉換為對應的5x7字型圖案，用於數字、小數點和度數符號。驅動IC會高速依次為每個顯示器啟動正確的行和列，創造出穩定、持續點亮的讀數錯覺。AlInGaP紅光LED將確保即使在明亮環境中，讀數也能清晰可見。

11. 工作原理介紹

顯示器基於

LED矩陣多工驅動的原理運作。內部有35個獨立的LED排列成網格。給定行中的所有LED陽極連接在一起，給定列中的所有陰極連接在一起。要點亮位於第X行和第Y列交點的特定點，需對第X行施加正電壓，同時將第Y列接地（對於共陰極配置，根據接腳定義似乎是此配置）。透過快速掃描每一行並啟動該行圖案對應的列，所需字元形狀中的所有點都可以按順序點亮，使人眼感知為穩定的影像。此方法將控制線數量從35條減少到12條。12. 技術趨勢與背景

像LTP-1557AKR這樣的顯示器代表了一種成熟、可靠的技術。雖然高解析度點陣和圖形OLED/LCD顯示器主導了現代使用者介面，但離散式LED字元顯示器在特定利基市場中仍然具有相關性。它們的優勢是無可動搖的：極高的耐用性、寬廣的工作溫度範圍、高亮度、簡單任務的低成本以及介面的簡易性。在此利基市場內的趨勢是朝向更高效率的LED（如此處使用的AlInGaP）、用於自動化組裝的表面黏著封裝，以及與更簡單的控制器介面（例如I2C或SPI）整合。在那些環境穩健性和惡劣條件下的長期可靠性是首要考量，而非圖形靈活性的應用中，它們不太可能被取代。

Displays like the LTP-1557AKR represent a mature, reliable technology. While high-resolution dot matrix and graphic OLED/LCD displays dominate modern user interfaces, discrete LED character displays remain relevant in specific niches. Their advantages are unwavering: extreme durability, wide operating temperature range, high brightness, low cost for simple tasks, and simplicity of interface. The trend within this niche is towards higher efficiency LEDs (like the AlInGaP used here), surface-mount packages for automated assembly, and integration with simpler controller interfaces (e.g., I2C or SPI). They are unlikely to be replaced in applications where environmental robustness and long-term reliability under harsh conditions are the primary concerns over graphical flexibility.