LTP-2057AJD LED顯示器規格書 - 2.0英吋字高 - 5x7點矩陣 - 鋁鎵砷紅光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTP-2057AJD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。其核心功能是透過選擇性點亮發光二極體（LED）網格，以視覺化方式呈現資訊。

1.1 核心優勢與目標市場

此裝置提供多項關鍵優勢，定義了其應用領域。它具備2.0英吋（50.8 mm）字元高度，適合中距離觀看。其低功耗需求對於電池供電或注重能源效率的系統是一大優點。其固態可靠性確保了長使用壽命且無活動零件，而寬廣視角（來自其單平面設計）允許從不同位置觀看。此顯示器可水平堆疊，以建立多字元訊息。它相容於標準USASCII與EBCDIC字元碼，簡化了與微控制器及電腦的整合。此裝置亦依發光強度分級，可在多單元應用中進行亮度匹配。其主要目標市場包括工業控制面板、儀器儀表、銷售點終端機、基本資訊顯示器，以及需要穩健、簡單字元輸出的嵌入式系統。

2. 技術規格深入解析

LTP-2057AJD的性能由一系列絕對極限與典型工作特性所定義。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對裝置造成永久損壞的應力極限。它們不適用於連續操作。

• 每點平均功率消耗：33 mW
• 每點峰值順向電流：90 mA
• 每點平均順向電流：25°C時為13 mA，超過25°C時以0.17 mA/°C線性遞減。
• 每點逆向電壓：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：最高260°C，持續時間最長3秒，測量點位於封裝安裝平面下方1.6mm（1/16英吋）處。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在特定測試條件下（Ta=25°C）量測，代表典型性能。

• 平均發光強度（I_V）：1300 μcd（最小值），3000 μcd（典型值），測試條件為 I_p=32mA，1/16工作週期。此為關鍵亮度參數。
• 峰值發射波長（λ_p）：660 nm（典型值），測試條件為 I_F=20mA。這表示顏色位於深紅色光譜。
• 譜線半高寬（Δλ）：35 nm（典型值），測試條件為 I_F=20mA。
• 主波長（λ_d）：638 nm（典型值），測試條件為 I_F=20mA。
• 順向電壓（V_F）任何點：1.8V 至 2.4V（典型值），測試條件為 I_F=20mA；2.0V 至 2.7V（典型值），測試條件為 I_F=80mA。
• 逆向電流（I_R）任何點：100 μA（最大值），測試條件為 V_R=5V。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1（最大值），測試條件為 I_p=32mA，1/16工作週期。此規格定義了點與點之間的最大亮度差異。

註：發光強度是使用近似於CIE（國際照明委員會）明視覺響應曲線的光感測器與濾光片組合進行量測。

3. 分級系統說明

規格書指出此裝置依發光強度分級。這表示單元會根據其在標準條件下量測的亮度輸出進行測試與分類（分級）。這讓設計師能為其應用選擇具有一致亮度等級的顯示器，防止多字元顯示器出現明顯的亮度差異。雖然此摘要未提供具體的分級代碼，但2:1的匹配比定義了特定分級內允許的最大差異。

4. 性能曲線分析

規格書中提及典型電氣/光學特性曲線。雖然提供的文字中未顯示具體曲線，但此類圖表通常包括：

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：顯示LED接面電流與電壓降之間的非線性關係。
• 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨電流增加而增加，通常在飽和前顯示線性關係區域。
• 發光強度 vs. 環境溫度：說明當接面溫度升高時，光輸出會下降，這是熱管理的關鍵因素。
• 光譜分佈：顯示在不同波長下發射光的相對強度圖，中心位於660 nm的峰值波長。

這些曲線對於詳細的電路設計、驅動器選擇以及理解非標準條件下的性能至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此裝置具有特定的實體尺寸。所有尺寸單位為毫米，一般公差為±0.25 mm（0.01英吋），除非另有說明。確切的尺寸圖在規格書中有所參照，詳細說明了總長度、寬度、高度、引腳間距以及顯示區域的位置。

5.2 接腳連接與極性

LTP-2057AJD採用14接腳配置。接腳定義如下：

• 接腳 1：陰極 第5列
• 接腳 2：陰極 第7列
• 接腳 3：陽極 第2行
• 接腳 4：陽極 第3行
• 接腳 5：陰極 第4列
• 接腳 6：陽極 第5行
• 接腳 7：陰極 第6列
• 接腳 8：陰極 第3列
• 接腳 9：陰極 第1列
• 接腳 10：陽極 第4行
• 接腳 11：陽極 第3行（註：功能與接腳4重複，可能為文件註記需確認）
• 接腳 12：陰極 第4列（註：功能與接腳5重複，可能為文件註記需確認）
• 接腳 13：陽極 第1行
• 接腳 14：陰極 第2列

內部電路圖顯示列採用共陰極配置，意味著每列5個LED共用一個共同的陰極（負極）連接。每行的陽極（正極）則是分開的。這種矩陣排列方式將所需的驅動接腳數量從35個大幅減少到12個（7列 + 5行）。

6. 焊接與組裝指南

提供的主要組裝規格是焊接溫度曲線。此裝置可承受最高260°C的溫度，持續時間最長3秒，測量點位於封裝安裝平面下方1.6mm（1/16英吋）處。這對於波峰焊或迴焊製程至關重要。設計師必須確保其焊接溫度曲線不超過此限制，以防止損壞內部LED晶片或塑膠封裝。在處理過程中應遵守標準的ESD（靜電放電）預防措施。同時也應遵守儲存溫度範圍（-35°C至+85°C）以確保長期可靠性。

7. 應用建議

7.1 典型應用情境

• 工業控制面板：顯示設定點、狀態碼或錯誤訊息。
• 測試與量測設備：顯示數值讀數或單位識別碼。
• 消費性電子產品：家電、音響設備或時鐘上的基本顯示。
• 嵌入式系統原型開發：微控制器專案的簡單輸出裝置。
• 舊系統升級：替換舊的白熾燈或真空螢光顯示器。

7.2 設計考量

• 驅動電路：需要一個多工驅動電路（或專用的顯示驅動IC），能夠提供/吸收必要的行/列電流。測試條件中提到的1/16工作週期暗示了多工方案。
• 電流限制：每個陽極行必須使用外部限流電阻（或受控電流源），以防止超過絕對最大電流額定值。
• 熱管理：雖然功耗低，但在高環境溫度下連續操作可能需要按照規格降低順向電流。
• 視角：寬廣視角是有益的，但應考慮安裝位置以對準預期的觀看者。
• 光學濾光：紅色濾光片可以在高環境光條件下增強對比度。

8. 技術比較與差異化

與當時可用的其他顯示技術（以及現今類似的基礎模組）相比，LTP-2057AJD的主要差異點在於其鋁鎵砷（AlGaAs）LED技術以及2.0英吋字元高度。鋁鎵砷LED通常提供良好的效率與穩定的紅色。相較於更小（例如0.56英吋）或更大的顯示器，它適合需要中等大小字元的特定利基市場。與LCD相比，它提供更優異的視角、更寬的溫度範圍，且不需要背光，但在相同照明面積下功耗較高。其簡單性與穩健性是相對於更複雜的圖形顯示器的主要優勢。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：需要多大的驅動電壓？

答：每個LED在20mA時的順向電壓通常為1.8-2.4V。常見的驅動電路是提供5V電壓，並使用降壓電阻。驅動器必須處理多工時序。

問：如何達到額定的3000 μcd亮度？

答：測試條件是峰值電流（I_p）為32mA，工作週期為1/16。這意味著每點的平均電流為2mA。您的多工驅動器必須提供此特定脈衝才能達到典型亮度。

問：我可以連接多個顯示器嗎？

答：可以，規格書說明它可水平堆疊。這可能意味著機械設計允許物理並排，而電氣設計則涉及並聯連接相應的行列線，這將需要驅動器對共用線路具有更高的電流驅動能力。

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長（660 nm）是發射光譜最強的單一波長。主波長（638 nm）是純單色光的波長，在人眼看來會具有相同的顏色。這種差異是由於LED的寬廣發射光譜形狀所致。

10. 設計與使用案例研究

情境：為工廠工作站設計一個簡單的4位數生產計數器。

將四個LTP-2057AJD顯示器水平堆疊。對微控制器（例如Arduino或PIC）進行編程，以計算來自感測器的脈衝。韌體將負責將十進位數字轉換為每個數字的適當段碼圖案。微控制器的I/O接腳（可能透過電晶體陣列或專用驅動IC如MAX7219）將對顯示器進行多工掃描。2.0英吋的高度確保計數在幾英尺外仍清晰可見。鋁鎵砷紅光LED在典型的工業背景下提供高對比度。低平均功耗允許該單元由工廠中常見的標準24V DC電源供電，再降壓至5V供邏輯電路使用。穩健的溫度範圍確保了在非空調環境中的可靠運作。

11. 工作原理介紹

LTP-2057AJD是一個5x7點矩陣顯示器。它包含35個獨立的鋁鎵砷紅光LED晶片，排列成5行7列的網格。每個LED位於行陽極線與列陰極線的交點。要點亮特定點，需對其對應的行陽極施加正電壓（透過限流器），同時將其列陰極接地（或低電壓）。透過快速掃描（多工）各列，並為每一列設定適當的行圖案，即可產生穩定字元的視覺效果。這種多工技術將所需的控制接腳數量從35個大幅減少到12個（7列 + 5行）。人眼的視覺暫留將快速閃爍的點融合成連續的影像。

12. 技術趨勢與背景

像LTP-2057AJD這樣的顯示器代表了一項成熟的技術。雖然對於新的高資訊密度設計，它大多已被點矩陣圖形OLED、LCD或更小的表面黏著LED陣列所取代，但在特定利基市場中仍然具有相關性。影響此領域的趨勢包括：朝向表面黏著裝置（SMD）封裝以實現自動化組裝，將驅動IC與控制器直接整合到顯示模組上（簡化為簡單的序列匯流排介面，如I2C或SPI），以及開發多色或RGB LED的單一封裝顯示器。然而，簡單LED點矩陣顯示器的基本優勢——極高的可靠性、寬廣的溫度範圍、高亮度以及簡單性——確保了它們在工業、汽車和惡劣環境應用中的持續使用，因為在這些應用中，新技術可能不夠穩健。多工矩陣定址的原理仍然是幾乎所有現代基於像素的顯示器的基礎。