LTP-2057AKY LED點矩陣顯示器規格書 - 2.0英吋 (50.8毫米) 字高 - AlInGaP琥珀黃 - 2.6V順向電壓 - 70mW功耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTP-2057AKY是一款專為顯示英數字元而設計的單色點矩陣顯示模組。其主要功能是在各種電子設備中提供清晰易讀的字元與符號顯示。此顯示器的核心技術在於採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料製成的LED晶片，該材料以能在琥珀黃光譜中產生高效率光線而聞名。本裝置採用灰色面板與白色點狀顯示，能在不同光照條件下增強對比度與可讀性。

此顯示器建構為5列乘7行的矩陣，總共提供35個可獨立定址的點。此配置是顯示ASCII字元與簡單符號的標準格式。2.0英吋規格指的是字元高度為50.8毫米，適合需要從中等距離讀取資訊的應用。本裝置基於X-Y（列-行）選擇原理運作，允許透過多工驅動方式有效控制各個點。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 光度與光學特性

關鍵的光度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，其典型值為3600微燭光（µcd）。這表示其亮度水準適合室內及許多室外應用。主波長（λd）規格為592奈米（nm），使發出的光線明確位於可見光譜的琥珀黃區域。譜線半寬度（Δλ）為15 nm，描述了發射光波長頻譜的純度或窄度；數值越小表示光源的單色性越好。如產品特點所述，本裝置憑藉高亮度與高對比度，提供了出色的字元外觀。

2.2 電氣參數

電氣特性定義了顯示器的操作邊界與條件。每個顯示區段的順向電壓（Vf）在順向電流（If）為20mA時，典型值為2.6V。在較高的80mA脈衝電流下，Vf會增加至典型的2.8V。這種正溫度係數是LED的正常行為。當施加5V反向電壓（Vr）時，任何點的最大反向電流（Ir）為100微安培（µA），這表示在關閉狀態下的漏電流。發光強度匹配比規定最大為2:1，這意味著陣列中最亮點與最暗點之間的亮度差異不應超過此比例，以確保外觀均勻。

2.3 絕對最大額定值與熱考量

這些額定值規定了可能導致裝置永久損壞的極限。每個點的平均功耗不得超過70毫瓦（mW）。每個點的峰值順向電流額定值為60mA，而在25°C時，每個點的平均順向電流為25mA。關鍵在於，此平均電流額定值在超過25°C後，每攝氏度線性遞減0.33 mA。此遞減曲線對於熱管理設計至關重要；隨著環境溫度升高，必須降低最大允許連續電流，以防止過熱並確保長期可靠性。操作與儲存溫度範圍為-35°C至+85°C，定義了使用與非操作時的環境條件。最大焊接溫度為260°C，最長持續時間為3秒，這是標準迴流焊接曲線的要求。

3. 機械與封裝資訊

顯示器封裝的物理尺寸在詳細圖紙中提供（請參閱規格書）。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.25毫米。這包括總長度、寬度、高度、接腳間距，以及點矩陣區域相對於封裝邊緣的位置。該封裝容納了5x7 LED陣列，並透過接腳提供機械結構與電氣連接。

4. 接腳連接與內部電路

本裝置採用14接腳配置。接腳定義明確：特定接腳被指定為特定列的陽極和特定行的陰極。例如，接腳1是第5行的陰極，接腳3是第2列的陽極，依此類推。這種特定的排列對於設計外部驅動電路至關重要。內部電路圖顯示LED點以共陰極矩陣配置排列。每個LED的陽極連接到列線，其陰極連接到行線。要點亮特定點，必須將其對應的列線驅動為高電位（陽極為正），並將其行線驅動為低電位（陰極接地）。

5. 焊接與組裝指南

規格書提供了一個組裝過程的關鍵參數：焊接溫度。本裝置可承受最高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毫米（1/16英吋）處。此資訊對於設定迴流焊接爐的溫度曲線至關重要。峰值溫度約為250°C的標準無鉛迴流曲線通常相容。長時間暴露在此限制以上的溫度可能會損壞內部接合線、LED晶片或塑膠封裝材料。

6. 應用建議

6.1 典型應用場景

此5x7點矩陣顯示器非常適合需要簡單、固定字體的英數字元讀數的應用。常見用途包括工業控制面板，用於顯示設定點、狀態碼或錯誤訊息。它也可見於測試與測量設備、消費性電子產品（如舊式音響設備或家電）以及各種儀表板。其琥珀黃顏色常因其良好的可見性，以及在低光環境下相較於純綠或純藍光，對眼睛的亮度刺激較低而被選用。

6.2 設計考量

使用此顯示器進行設計時，需要仔細注意驅動電路。由於它是多工矩陣，因此需要微控制器或專用顯示驅動IC來依序掃描行與列。每條列（陽極）線都必須串接限流電阻，以設定LED的順向電流，通常設定為建議的20mA平均值。必須根據產品外殼內預期的最高環境溫度，遵循順向電流的遞減曲線。如果操作溫度接近上限，可能需要散熱片或通風。多工方案也會影響視覺亮度；可以使用較高的工作週期或峰值電流來補償每個LED減少的工作時間，但必須始終在絕對最大額定值範圍內。

7. 技術比較與差異化

LTP-2057AKY的主要差異化因素在於其採用AlInGaP LED技術。相較於用於琥珀/黃色的舊技術（如標準磷化鎵（GaP）LED），AlInGaP提供了顯著更高的發光效率。這意味著在相同的驅動電流下亮度更高，或在相同的亮度水準下功耗更低。高亮度與高對比度的特點正是此材料優勢的直接結果。灰色面板搭配白點進一步提高了對比度，使字元看起來更銳利、更清晰，特別是在光線明亮的條件下。

8. 基於技術參數的常見問題

問：發光強度測試條件中的1/16工作週期有何目的？
答：使用1/16工作週期（例如，脈衝）是因為顯示器是為多工操作而設計的。在5x7矩陣中，常見的多工方案可能一次掃描一行。如果所有7行被均等掃描，則每行（以及每個LED）的啟動時間約為總時間的1/7。測試中的1/16工作週期是一個標準化條件，用於測量單個LED在短暫開啟時的峰值亮度，這與多工系統中的視覺亮度相關。

問：如何解讀具有兩個不同電流值的順向電壓規格？
答：順向電壓（Vf）不是一個常數；它會隨著電流增加而增加。規格書提供了兩個數據點：一個是標準操作電流（20mA）下的典型值，另一個是較高脈衝電流（80mA）下的值，後者可能用於多工系統中以實現更高的視覺亮度。設計師必須確保其驅動電路能夠提供必要的電壓，尤其是在使用較高脈衝電流時。

問：為什麼在25°C以上需要電流遞減？
答：LED內部會產生熱量。半導體接面有一個最高工作溫度。隨著環境溫度升高，封裝散發內部熱量的能力會下降。為了防止接面溫度超過其安全限制（這將大幅縮短壽命或導致立即故障），必須降低最大允許連續電流。0.33 mA/°C的遞減因子為此降低提供了指導原則。

9. 實務設計與使用案例

考慮設計一個帶有數位讀數的簡單溫度控制器。微控制器將讀取溫度感測器，執行控制演算法，並驅動LTP-2057AKY顯示器以顯示當前溫度（例如 23 C）。微控制器的I/O埠，配置了適當的電流吸收與供應能力，將透過限流電阻連接到顯示器的行與列。韌體將實作掃描程序：它會將一條行線設為低電位（啟動），同時將該行的圖案放置到五條列線上，等待短暫時間，然後移至下一行。此循環快速重複，形成持久的視覺影像。琥珀色在控制面板上提供了清晰的能見度。設計師必須根據電源電壓和所需的LED電流（例如20mA）計算電阻值，同時考慮Vf壓降和微控制器的輸出電壓。

10. 原理介紹

其操作原理基於半導體p-n接面的電致發光。當施加超過AlInGaP LED晶片二極體閾值的順向電壓時，電子與電洞在主動區域復合，以光子的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定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592 nm的琥珀黃光。透明的GaAs基板允許更多光線逸出，有助於提高外部效率。5x7矩陣排列是透過選擇性點亮35個可用點中的一部分來形成字元的實用方法。

11. 發展趨勢

雖然像LTP-2057AKY這樣的獨立5x7點矩陣顯示器仍在特定應用中使用，但顯示技術的更廣泛趨勢已轉向整合模組。這些包括LCD（液晶顯示器）和OLED（有機發光二極體），它們提供全點可定址圖形、更高解析度以及顯示更複雜資訊的能力。對於基於LED的英數字元顯示器，表面黏著元件（SMD）封裝和帶有整合控制器的多位數模組已變得更為常見，簡化了設計與組裝。然而，LED的基本優勢——高亮度、長壽命和穩健性——確保它們持續保持相關性，特別是在惡劣環境中或需要陽光直射下可見性的場合。AlInGaP材料系統本身在效率方面不斷改進，並已很大程度上被更高效的材料所取代，例如用於藍/綠/白的InGaN和用於紅/琥珀的AlInGaP，但它代表了高亮度可見光LED發展史上的重要一步。