介紹點矩陣顯示器的名稱,種類,內部結構和應用場景

圖說:利用96個 點直徑為5(mm)的5*8 白光點矩陣顯示器(OPD-M58810W-GW)所組成的跑馬燈顯示的『ARIGATO』和 『SAYONALA 』

  你可知道日常生活中的跑馬燈和電梯內的樓層顯示器,大多由LED 所製作的點矩陣顯示器(Dot-matrix display)來表示,並且顯示資訊可以從,大小寫英文,阿拉伯數字,點陣圖形到繁體中文;本文將介紹常見的LED點矩陣的名稱,種類,內部結構和日常生活中常見到的應用場景。

點矩陣顯示器的名稱由來和常見的別稱

  點矩陣顯示器在維基百科上的定義寫著:

  點陣顯示器(英語:Dot-matrix display)是由可亮可暗的許多小單元(燈或其它結構,只要在色彩上有所區別即可)排成陣列(一般為矩形,其它形狀也有但並不常見)來顯示文字或圖形內容的顯示裝置。它可以用來顯示機器執行狀態、時鐘、鐵路發車指示、公路行車資訊等許多無需高解析度的簡單資訊。

-Wikipedia <Dot matrix display>

  日常生活中,點矩陣顯示器最常被黑白的LCD顯示器,和LED 顯示器應用在各式各樣的電子用品中。本篇文章會專注在用 LED 顯示器所製作的點矩陣顯示器來做介紹。點矩陣顯示器有著各種不同的描述方式,就像是七段顯示器介紹文內所提到的,每個國家都會有不同的別稱,本文整理了業界常見的別稱給讀者參考

  由於日常生活中使用很多LED製作的點矩陣顯示器,所以一些別稱像是LED 矩陣(LED Matrix),LED 點顯示器(LED Dot Display),點LED矩陣(Dot LED matrix),點矩陣螢幕(Dot Matrix Screen)…等別稱

  另外,各式的廣告跑馬燈(Electronic Scroll /Scrolling Text Marquee)或是標誌顯示器(Sign Display / Signage Display)也使用了很多的LED點矩陣顯示器,所以產生了上述別稱。

用兩個特徵分類常見的LED點矩陣顯示器

  日常生活中常見的LED點矩陣顯示器種類繁多,本文用兩個特徵來做簡單的區分,分別是 發光區域的形狀來和發光顏色,分別解釋如下:

以發光區域的形狀來區分

圓點

  以LED所製作的圓點點矩陣顯示器是最常見的LED點矩陣顯示器,每個發光區域,都是由至少一個LED所組成,為了要讓顯示器的發光均勻,圓點是最常見的點矩陣種類,比如可以參考展躍光電的點矩陣標準品,點直徑為5mm 的 5×7 點矩陣顯示器

方點

  以方點所製作的LED點矩陣顯示器,相對於圓點來說較不常見,但主要應用在電梯,跑馬燈,等需要顯示方形數字或是英文的應用中。東京奧運閉幕式「ARIGATO」所使用的字型,就是以5×7的方形的點矩陣來顯示每個英文字。LED點矩陣顯示器的範例,可以參考展躍光電3mm的5×7 方形點矩陣顯示器標準品

以發光顏色來區分

多色或全彩RGB LED 所製作的的點矩陣顯示器

  此類顯示器最常用於店家的廣告看板,或是各式交通標誌上,除了全彩以外,通常還有尺寸較大,發光點數多且點尺寸小等特點,顯示器上所顯示的資訊以圖形,高解析度的文字為主,多有跑馬燈的功能。

圖說:捷運上的雙色跑馬燈,第一個區塊為藍色單色,顯示此班車行駛路線和方向,第二個區塊為黃色和綠色雙色,做各站資訊跑馬燈用途,第三個區塊顯示綠色,做時間顯示用途。

單色或多色的點矩陣顯示器

  此類顯示器最常見於需要顯示資訊,但資訊相對單純或是有低成本需求的電子消費品上,像是電梯,小型低成本的跑馬燈,其他常見特徵還有:尺寸以中小尺寸為主,發光點數不多,多以顯示單排英文或是數字為主,發光顏色以單色較多,也有雙色的應用。

圖說:電梯內所用來顯示上下樓標誌和樓層數目的雙色方形點矩陣顯示器

LED點矩陣顯示器的外觀和內部結構

  以展躍光電標準品 1.9Φ SMD LED 8×8 Dot Matrix Display | 0.76″ Matrix Height 來舉例LED點矩陣顯示器的外觀和內部結構,下圖(A) (B) 分別為顯示LED的陽極(ANODE Node)和陰極(CATHODE Node) 的示意圖和OPS-M28810SA的外觀樣式,可以在圖(B)上看到SMD包裝的定義PIN角位置和順序。

LED點矩陣顯示器的外觀

圖說:(A)LED 的符號和 陽極(ANODE Node)和陰極(CATHODE Node) 介紹。(B)OPS-M28810SA的外觀和PIN腳順序

LED點矩陣顯示器的電路圖和內部結構

  下一張圖(C),則展示了OPS-M28810SA/OPS-M28811SA電路圖和內部結構,可以看到,OPS-M28810SA和OPS-M28811SA的主要差異就是每個位置的LED的擺放極性相反,以OPS-M28810SA來說,所有的COLUMN都接到LED的陽極(ANODE Node),所有的Row都接到LED的陰極(CATHODE Node),OPS-M28811SA則相反,所有的COLUMN都接到LED的陰極(CATHODE Node),所有的Row都接到LED的陽極(ANODE Node),圖(C)下方則灰色面色外觀和電路圖所拼合而成,每一個圓點內都包含一個LED,相對位置和電路圖的位置相同,PIN腳則要參考圖(B)的位置來進行PCB 線路設計。

圖說:(C)OPS-M28810SA的內部電路圖和內部結構介紹

點矩陣矩陣日常應用場景

顯示英文字母 – 2020東京奧運閉幕式(用TFT螢幕模擬單色方型點矩陣顯示器的效果)

  TOKYO 2020 東京奧運閉幕式上最後寫著大大的黃色發光點所組成的『ARIGATO』(也就是日文謝謝的英文拼音),就是由方形單色的點矩陣所組成的,這個字一方面感謝各個選手的努力,也和上一次1964年所舉辦的東京奧運閉幕式所寫的『SAYONALA』(也就是日文再見的英文拼音)相互呼應,是同樣的字體和形式。1964 的閉幕式所寫的『SAYONALA』可以參考奧運官方介紹文章中的圖片。顯示英文,數字等字母最常見的疸格式就是以5×7的點矩陣來顯示一個字母,可參考  5×7 dot matrix font 字型範例,其他常見的格式有5*9,7×5,3×5,4×6等。

TOKYO 2020 Closing ceremony Twitter Post Form Olympic Twitter account

捷運跑馬燈-雙色圓形LED 點矩陣顯示器

  在前面分類提到的捷運車廂跑馬燈,仔細觀察的話可以發現它是以 1.9(mm) 直徑的8x8LED點矩陣顯示器來製作,以第一個單色區塊為例, 長64個點,寬24個點,是以24個1.9(mm)的8*8 LED Dot matrix Display 來製作,其內部包裝可能為SMD 的 1.9Φ SMD LED 8×8 Dot Matrix Display | 0.76″ Matrix Height 或 THT 版本1.9Φ LED THT 8×8 Dot Matrix Display | 0.76″ Matrix Height 來組成跑馬燈。

圖說:台北捷運上顯示路線的藍色區域,有長64個點,寬24個點,以24個1.9(mm)的8*8 LED Dot matrix Display 來製作,可能以SMD包裝的 1.9Φ SMD LED 8×8 Dot Matrix Display | 0.76″ Matrix Height 或 THT 包裝的1.9Φ LED THT 8×8 Dot Matrix Display | 0.76″ Matrix Height來製作。

電梯內樓層顯示器-單色方型LED 點矩陣顯示器

  另一個常見的LED顯示器應用在電梯內,下圖是一個發黃光的電梯樓層顯示器,在電梯升降過程中會利用動畫的方式來顯示上下樓資訊,顯示器內利用3個5*7的方形點來表示兩個字母和一個箭頭符號,5*7的字型和 TOKYO 2020 東京奧運閉幕式上的『ARIGATO』相同。

圖說:電梯內樓層顯示器,使用三個5*7的LED黃色顯示器來顯示兩個字母和一個箭頭符號。

結論

  本文介紹了點矩陣顯示器(Dot matrix display) 的名稱名稱,種類,內部結構和應用場景。雖然東京奧運閉幕式利用所使用的黃光5×7方形點矩陣顯示器是用TFT 螢幕所模擬出來的效果,但日常使用上,使用LED方形點矩陣顯示器,可以用較低的成本,呈現出相同的效果,若你的產品有這樣的需求,可以利用聯絡表單,或是寄信至[email protected],讓10+年經驗的展躍光電協助你的產品設計,為你的應用,設計最適合的LED顯示器。

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