LTP-18088KD LED點矩陣顯示器規格書 - 1.85英吋高度 - 超紅光(650nm) - 2.6V順向電壓 - 40mW功耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTP-18088KD是一款固態點矩陣顯示模組，專為需要清晰、明亮的字母數字或符號資訊顯示之應用而設計。其核心功能是提供一個可靠且高效的視覺輸出介面。

1.1 核心優勢與目標市場

此裝置圍繞著數個定義其應用領域的關鍵優勢所打造。它具備低功耗需求，使其適用於電池供電或注重能源效率的裝置。其優異的字元外觀以及高亮度與高對比度確保了在各種環境光照條件下，從昏暗的室內到較亮的環境中，均能清晰可讀。其寬廣視角允許顯示的資訊能從偏軸位置清楚觀看，這對於公共資訊顯示器或多使用者設備至關重要。最後，其固態可靠性，源自LED技術的固有特性，相較於機械式顯示器，提供了更長的操作壽命以及抗衝擊與振動的能力。這些特性使其成為工業儀表、測試設備、銷售點終端機、交通資訊看板以及其他需要堅固、清晰顯示的嵌入式系統的理想選擇。

2. 技術規格深入解析

LTP-18088KD的性能由一系列詳細的電氣、光學與機械參數所定義。

2.1 裝置描述與技術

此顯示器矩陣高度為1.85英吋（47.0毫米），組織為8 x 8點矩陣。它採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）超紅光LED晶片。這些晶片製造於不透明的砷化鎵（GaAs）基板上。其封裝特點為黑色面板搭配白色發光區，此組合透過吸收環境光並使發光的紅色區塊更為突出，從而顯著提升了對比度。

2.2 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致裝置永久損壞的應力極限。不保證在或超過這些極限下操作。

• 每點平均功耗：40 mW
• 每點峰值順向電流：90 mA
• 每點連續順向電流：15 mA（於25°C），超過25°C時以0.2 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：260°C 持續3秒，測量點位於安裝平面下方1/16英吋（約1.6毫米）處。

2.3 電氣與光學特性（於T_A=25°C）

這些是在指定測試條件下的典型與保證性能參數。

• 平均發光強度（I_V）：1650 μcd（最小值），3500 μcd（典型值），於I_P=32mA，1/16工作週期。
• 峰值發射波長（λ_p）：650 nm（典型值），於I_F=20mA。
• 光譜線半高寬（Δλ）：20 nm（典型值），於I_F=20mA。
• 主波長（λ_d）：639 nm（典型值），於I_F=20mA。
• 每點順向電壓（V_F）：2.1V（最小值），2.6V（典型值），於I_F=20mA；2.3V（最小值），2.8V（典型值），於I_F=80mA。
• 每點逆向電流（I_R）：100 μA（最大值），於V_R=5V。
• 發光強度匹配比（I_V-m）：2:1（最大值），於I_P=32mA，1/16工作週期。此參數規定了矩陣中最亮點與最暗點之間允許的最大亮度變化。

註：發光強度量測遵循CIE（國際照明委員會）人眼響應曲線，使用適當的感測器與濾光片組合。

3. 分級系統說明

規格書指出此裝置已根據發光強度進行分類。這意味著單元會根據其量測到的光輸出進行測試與分類（分級）。這讓設計師能夠為其應用選擇具有一致亮度等級的顯示器，以確保外觀均勻，這在並排使用多個顯示器時至關重要。2:1的匹配比進一步保證了在單一顯示器內，沒有任何一點的亮度會超過另一點的兩倍，確保了所形成字元或圖形的視覺均勻性。

4. 性能曲線分析

雖然PDF參考了典型特性曲線，但所提供的電氣/光學數據允許進行分析。順向電壓隨著電流增加而呈現可預測的上升（從20mA時的典型值2.6V到80mA時的典型值2.8V），這是標準的LED行為。主波長639 nm與峰值650 nm明確將其定位於超紅光譜，提供高視覺衝擊力。寬廣的操作溫度範圍（-35°C至+85°C）表明其在惡劣環境下具有穩定的性能，儘管根據最大額定值，順向電流必須在高環境溫度下遞減。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸與可堆疊性

機械圖提供了PCB佔位面積設計與外殼整合的關鍵尺寸。強調的一個關鍵特點是該模組可垂直與水平堆疊。這意味著機械設計包含了某些特徵（如齊平邊緣或特定安裝點），允許多個顯示器相鄰放置，以創建更大的多字元或多行顯示器，而不會產生難看的間隙或對齊問題。

5.2 接腳連接與內部電路

此裝置具有24接腳配置。接腳定義表清楚地定義了每個接腳的功能：陽極用於列，陰極用於行。數個接腳標記為"NO CONNECTION"（N/C）。內部電路圖（矩陣顯示器的典型結構）顯示了64個LED（8x8）的排列方式，其陽極連接於列，陰極連接於行。這種常見的矩陣架構最小化了所需的驅動接腳數量（64個LED僅需16個），但需要多工驅動。

6. 焊接與組裝指南

提供的主要組裝指示是關於焊接：260°C 持續3秒，測量點位於安裝平面下方1/16英吋處。這是一個標準的回流焊接溫度曲線參數。設計師必須確保其PCB組裝過程遵守此參數，以防止對LED晶片或塑膠封裝造成熱損壞。在處理和組裝前，也應遵守儲存溫度範圍（-35°C至+85°C）。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

高亮度、寬廣視角與固態結構的結合，使得LTP-18088KD適用於：工業控制面板（狀態指示器、故障代碼）、測試與量測設備（讀數顯示、條狀圖）、公共資訊顯示器（交通運輸、簡易訊息看板）、消費性電子產品（音響設備顯示、家電狀態），以及原型開發與教育套件.

7.2 設計考量

• 驅動電路：必須為每列/行使用恆流驅動器或適當的限流電阻來設定順向電流（例如，20mA以獲得典型亮度）。
• 多工驅動：矩陣需要多工驅動。控制器必須足夠快速地循環掃描各行（或列），以避免可見的閃爍（通常>100Hz）。每點峰值電流（90mA）允許在多工驅動期間使用更高的脈衝電流，以達到所需的平均亮度。
• 功率計算：考慮到64個點、每點最大平均功率40mW，以及由多工方案定義的工作週期，必須計算整個模組的總功耗，以確保充分的熱管理。
• 靜電防護：如同所有半導體元件，在處理和組裝過程中應遵守標準的ESD預防措施。

8. 技術比較與差異化

LTP-18088KD的關鍵差異化因素在於其使用了AlInGaP（超紅光）技術。相較於舊式的GaAsP或標準紅光GaP LED，AlInGaP提供了顯著更高的發光效率，從而在相同的驅動電流下獲得更高的亮度，或在較低功率下獲得相似的亮度。黑色面板/白色發光區的設計比傳統的灰色或米色封裝更有效地提升了對比度。其可堆疊設計是無縫構建更大顯示器的實用機械優勢。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值波長（650nm）與主波長（639nm）有何不同？

答：峰值波長是發射光譜中功率最大的點。主波長是感知的顏色點，根據光譜和CIE配色函數計算得出。對於像這種紅色LED的單色光源，兩者接近但不完全相同。

問：如何達到3500 μcd的典型發光強度？

答：測試條件是峰值電流（I_P）為32mA，工作週期為1/16。在一個多工的8行矩陣中，1/8的工作週期更為常見。要達到相似的平均亮度，可能需要根據驅動器的工作週期和每個LED所需的平均電流，調整其有效時段內的峰值電流。

問：我可以用5V微控制器接腳直接驅動它嗎？

答：不行。順向電壓約為2.6V，必須串聯限流電阻。直接連接5V會因電流過大而損壞LED。此外，在多工設置中，微控制器接腳通常無法提供/吸收整個列或行所需的累積電流；必須使用外部驅動器（電晶體或專用LED驅動IC）。

10. 設計與使用案例範例

情境：為一個計數器設計一個簡單的4位數數字顯示器。

將四個LTP-18088KD顯示器並排放置（得益於可堆疊設計）。使用一個微控制器來管理顯示。由於每個8x8矩陣可以形成可識別的數字，控制器的韌體將包含一個字型對應表。微控制器透過外部電晶體陣列或專用LED驅動IC，對顯示器進行多工驅動。它將循環掃描四個顯示器（分時多工），並在每個顯示器內循環掃描8行（行掃描）。考慮到總的多工工作週期（例如，若掃描4個顯示器 * 8行，則為1/32），將透過驅動電路設定每個LED的峰值電流以達到所需的亮度。電源供應器必須能夠提供所有發光點的總平均電流。

11. 工作原理介紹

LTP-18088KD的運作基於半導體p-n接面的電致發光原理。當施加超過二極體閾值的順向電壓於AlInGaP LED晶片兩端時，電子與電洞在主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP半導體合金的特定成分決定了能隙能量，從而定義了發射光的波長（顏色）——在此例中為超紅光。64個獨立的LED晶片排列成一個矩陣，具有共陽極列和共陰極行。透過選擇性地對特定列（陽極）施加正電壓並將特定行（陰極）接地，只有位於該行與列交點的LED會點亮。透過快速循環此過程（多工驅動），所有需要的點都可以被點亮以形成穩定的影像。

12. 技術趨勢

顯示技術持續演進。雖然像LTP-18088KD這樣的離散式LED點矩陣因其堅固性、簡單性和高亮度，在特定的嵌入式應用中仍然具有相關性，但仍有幾個值得注意的趨勢。業界正朝向表面黏著元件（SMD）LED陣列發展，以實現更高密度和自動化組裝。整合LED驅動器的矩陣（內建控制器，如I2C或SPI介面）正在簡化設計複雜度。對於彩色應用，RGB LED矩陣變得越來越普遍。此外，在許多消費性應用中，小型OLED或TFT LCD模組正在取代單色LED點矩陣，尤其是在需要全彩圖形、色彩以及在常亮場景下更低功耗的場合。然而，對於要求極高亮度、長壽命、寬廣溫度範圍和簡單性的應用，基於AlInGaP的點矩陣顯示器仍然佔據著重要地位。