LTP-7357KS LED點矩陣顯示器規格書 - 0.678英吋 (17.22mm) 高度 - AlInGaP黃光 - 2.6V順向電壓 - 70mW功耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTP-7357KS是一款緊湊型、單平面的5x7點矩陣LED顯示模組。其主要功能是顯示英數字元與符號，適用於需要在有限空間內清晰、易讀地呈現資訊的應用。此裝置的核心優勢在於其LED晶片採用了磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體技術，能在黃光光譜中提供高效率的發光。顯示器採用灰色面板與白色點狀顏色，增強了對比度以提升可讀性。其設計目標為嵌入式系統、工業控制面板、儀器儀表、消費性電子產品，以及任何需要小型、可靠字元顯示的應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 光度與光學特性

光學性能是顯示器功能的核心。本裝置發射黃光波長區域的光。典型的峰值發射波長（λp）為588 nm，主波長（λd）為587 nm，顯示出純正的黃色色調。譜線半寬（Δλ）為15 nm，描述了發射光的光譜純度。亮度的關鍵參數是平均發光強度（Iv），在32mA脈衝電流與1/16工作週期的測試條件下，其範圍從最小值630 μcd到最大值1650 μcd。規格中指定了同一相似光區等級內LED的發光強度匹配比為2:1（最大值與最小值之比），確保了整個顯示矩陣具有可接受的一致性。

2.2 電氣特性與額定值

了解電氣極限對於可靠運作至關重要。絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的邊界。每個LED點的額定平均功耗不得超過70 mW。每個點的峰值順向電流限制為60 mA，而每個點在25°C下的額定平均順向電流為25 mA，隨著環境溫度升高，需以0.28 mA/°C的線性比例降額。可施加於任何段的最大反向電壓為5 V。任何點在順向電流（If）為20 mA下量測的順向電壓（Vf），典型值介於2.05 V至2.6 V之間。當施加5 V反向電壓（Vr）時，反向電流（Ir）保證小於或等於100 μA。

2.3 熱與環境規格

本裝置設計用於在廣泛的溫度範圍內穩健運作。工作溫度範圍指定為-35°C至+105°C，儲存溫度範圍相同。此寬廣的範圍使其適用於商業與工業環境。平均順向電流的降額曲線是防止熱失控的關鍵設計考量；當環境溫度超過25°C時，允許的連續電流必須相應降低。

3. 分級系統說明

規格書指出本產品已根據發光強度進行分類。這指的是在製造過程中，將生產出的LED根據其量測到的光輸出（發光強度）分選到不同群組或等級的程序。規格中630 μcd至1650 μcd的強度範圍很可能涵蓋了多個等級。設計師可以選用特定等級的元件，以確保系統中多個顯示器具有一致的亮度。修訂歷史中關於調整環氧樹脂比例以縮小等級範圍的註記，顯示了廠商致力於提升一致性並縮小生產批次內光學參數的分布範圍。

4. 性能曲線分析

雖然提供的PDF摘錄在最後一頁提到了典型電氣/光學特性曲線，但具體圖表並未包含在文字內容中。通常，LED顯示器的此類曲線會包括：

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：顯示電流與電壓之間的非線性關係，對於設計限流驅動電路至關重要。
• 發光強度 vs. 順向電流（L-I曲線）：說明光輸出如何隨電流增加，有助於優化驅動條件以達到所需的亮度與效率。
• 發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出如何隨著接面溫度上升而降低，對於高溫應用中的熱管理至關重要。
• 光譜分布：繪製相對強度與波長關係的圖表，顯示黃光發射的峰值與形狀。

設計師應查閱包含圖表的完整規格書，以為其特定的操作條件進行精確計算。

5. 機械與封裝資訊

5.1 實體尺寸與公差

此顯示器的矩陣高度為0.678英吋（17.22 mm）。封裝圖（文中提及但未詳述）會顯示總長度、寬度、高度、接腳間距與安裝平面。規格書中的關鍵尺寸註記包括：除非另有說明，所有尺寸單位為毫米，一般公差為±0.25 mm。一次特定修訂將寬度公差從12.6mm ±0.1mm更新為12.6mm +0.18/-0.25mm。接腳尖端偏移公差為±0.4 mm。額外的品質註記限制了段上的異物、油墨污染、彎曲以及環氧樹脂內的氣泡。

5.2 接腳配置與連接圖

本裝置採用12接腳配置進行X-Y（矩陣）定址。接腳連接如下：接腳1：陰極行1、接腳2：陽極列3、接腳3：陰極行2、接腳4：陽極列5、接腳5：陽極列6、接腳6：陽極列7、接腳7：陰極行4、接腳8：陰極行5、接腳9：陽極列4、接腳10：陰極行3、接腳11：陽極列2、接腳12：陽極列1。內部電路圖（第3頁提及）以視覺方式呈現5x7矩陣，顯示5個陰極行與7個陽極列如何連接35個獨立的LED點。

5.3 極性與方向

本裝置採用每行共陰極配置。五個行中的每一個都有一個共用的陰極連接，七個列中的每一個都有一個共用的陽極連接。要點亮特定點，必須將其對應的陰極行驅動為低電位（接地），並使用限壓電源將其對應的陽極列驅動為高電位。在PCB安裝時的正確方向通常由封裝上的凹口、斜角或接腳1標記來指示。

6. 焊接與組裝指南

規格書提供了特定的焊接條件：接腳可承受260°C的烙鐵溫度3秒，量測點位於封裝安裝平面下方1/16英吋（約1.6 mm）處。這是防止在手動焊接或維修過程中對內部環氧樹脂、焊線與半導體晶粒造成熱損壞的關鍵參數。對於波焊或迴焊製程，應使用符合RoHS規範的標準無鉛溫度曲線，其峰值溫度不得超過最大額定值。本裝置本身已確認是符合RoHS指令的無鉛封裝。

7. 包裝與訂購資訊

料號為LTP-7357KS。後綴KS可能表示特定的分級或光學特性。此類元件的標準包裝通常是防靜電管或托盤，以保護接腳與視窗免受損壞和靜電放電（ESD）影響。捲帶或管裝數量應向製造商或經銷商確認。包裝上的標籤將包含料號、批號與日期碼以供追溯。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此顯示器非常適合需要簡單、低功耗字元讀數的應用。範例包括：網路設備上的狀態指示器、電源供應器或測試設備上的參數顯示、家電上的簡單訊息顯示、時鐘讀數，以及工業控制中的基本使用者介面面板。其可水平堆疊的特性允許多個單元並排放置，以形成更長的訊息或更大的數字顯示。

8.2 設計考量與驅動電路

驅動5x7矩陣需要多工掃描方案。需要一個具有足夠I/O接腳的微控制器或專用的LED驅動IC（如MAX7219或類似產品）。驅動器必須快速循環掃描五個行，並為每個行激發適當的七個列陽極。測試條件中提到的1/16工作週期是常見的多工比率（行的1/5乘以某些持續因子）。驅動器必須向每個LED提供脈衝電流，而非連續直流電。每個點的峰值電流可以高於平均額定值，以在多工工作週期內達到所需的亮度，但不得超過60mA的絕對最大值。需要根據順向電壓與所需的脈衝電流仔細計算限流電阻。如果在接近最大額定值或高環境溫度下運作，可能需要散熱措施。

9. 技術比較與差異化

LTP-7357KS的主要差異化在於其使用AlInGaP技術實現黃光發射。與GaAsP（磷化鎵砷）等舊技術相比，AlInGaP提供了更高的效率、更好的溫度穩定性與更一致的色彩輸出。灰色面板/白色點狀的組合在關閉時提供了高對比度、防眩光的外觀，在許多專業與消費性應用中比黑色或透明面板更受青睞。寬廣的工作溫度範圍與固態結構使其在惡劣環境下的可靠性優於其他顯示技術，如真空螢光顯示器（VFD）或液晶顯示器（LCD），儘管它缺乏圖形像素矩陣的靈活性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長（λp）是發射光譜強度達到最大值時的波長。主波長（λd）是與LED感知顏色相匹配的單色光波長。對於像這樣的光譜，兩者非常接近（588nm vs. 587nm）。

問：我可以用恆定直流電流驅動每個LED嗎？

答：技術上可以，但效率極低，且需要35個獨立的限流電路。多工掃描是標準且實用的方法，僅用12個接腳即可控制35個LED。

問：發光強度是在1/16工作週期下測試的。這對我的設計意味著什麼？

答：這是用於指定亮度的測試條件。在您的多工設計中，您將有類似的工作週期（例如，每行1/5）。要達到指定的亮度，您的驅動器在有效時槽內的脈衝電流應設定為32mA（測試條件電流）。平均電流將會低得多。

問：需要散熱片嗎？

答：對於在指定的平均電流與溫度限制內正常運作，顯示器本身通常不需要專用的散熱片。然而，適當的PCB佈局，為電源與接地走線提供足夠的銅箔面積，有助於散熱。如果在高環境溫度下以最大額定值驅動，建議進行熱分析。

11. 實務設計與使用案例

考慮設計一個具有設定點與實際溫度讀數的簡單溫度控制器。可以使用兩個LTP-7357KS顯示器並排放置。微控制器讀取溫度感測器，執行PID計算，並驅動加熱器繼電器。同時，它透過多工驅動電路驅動兩個LED顯示器，以顯示設定點與當前溫度。黃色在各種照明條件下都清晰可見。設計必須在陽極列上包含限流電阻。韌體必須實作字元字型對應（將ASCII碼轉換為數字等的5x7圖案，例如'C'代表攝氏度）以及掃描常式，以足夠高的速率刷新顯示器以避免閃爍（通常>60 Hz）。

12. 工作原理介紹

LTP-7357KS基於半導體電致發光原理。AlInGaP晶片結構由在GaAs基板上生長的多個磊晶層組成。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子與電洞被注入主動區，在那裡它們復合，以光子（光）的形式釋放能量。鋁、銦、鎵與磷的特定合金成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長（顏色）——在本例中為黃色。5x7矩陣由35個這樣的獨立LED晶片組成，以行列網格圖案電氣連接，允許透過多工掃描進行獨立控制。

13. 技術趨勢與背景

雖然像LTP-7357KS這樣的點矩陣顯示器在特定、成本敏感或低資訊密度的應用中仍然具有相關性，但顯示技術的更廣泛趨勢是朝向更高的整合度與靈活性。圖形OLED與TFT-LCD模組變得越來越實惠，並提供像素可定址的圖形功能。然而，對於簡單、明亮、堅固且低功耗的純字元顯示，LED點矩陣仍保有優勢。AlInGaP的使用代表了相較於舊LED材料的進步，提供了更好的性能。此利基領域的未來發展可能集中在更高的效率、更廣的視角、整合驅動器以及更易於組裝的表面黏著封裝，儘管基本的多工矩陣方法已相當成熟。