In het digitale tijdperk van vandaag ondersteunt een eenvoudige en efficiënte displaytechnologie nog steeds stilletjes de werking van talloze dagelijkse elektronische apparaten, namelijk de segment LCD-displaytechnologie.

Van bedieningspanelen van huishoudelijke apparaten en elektronische horloges tot digitale leesschermen voor industriële apparatuur, segment LCD is een ideale keuze geworden voor embedded systemen en eenvoudige displayvereisten vanwege het lage stroomverbruik, de lage kosten en de eenvoudige aansturing. Deze technologie behoudt zijn plaats in het huidige high-precision displayveld door continue innovatie.

Segment LCD, ook bekend als segment LCD-scherm of patroon LCD-scherm, is een algemene term voor niet-dot matrix LCD-producten die pen-segment displaytechnologie gebruiken.

De naam is afkomstig van de vroege toepassing van LCD-schermen, voornamelijk gebruikt ter vervanging van LED-digitale buizen. De meest basale 7-segment digitale display kan de cijfers 0-9 weergeven, vergelijkbaar met de display op rekenmachines en elektronische klokken.

In tegenstelling tot de huidige veelvoorkomende dot matrix displays, hebben segment LCD-displays vaste inhoud en zijn ze samengesteld uit vooraf ontworpen pensegmenten (zoals cijfers, letters of eenvoudige symbolen).

Deze pensegmenten zijn zeer flexibel in opstelling en vorm, ze kunnen niet alleen in de gemeenschappelijke "8"-vorm worden gemaakt, maar ze kunnen ook in elke vorm worden gemaakt, inclusief bedrijfslogo's, verschillende patronen en tekst.

De aandrijfkern van segment LCD is gebaseerd op "scannen" of "tijddivisie multiplexing"-technologie, waarbij het "visuele persistentie-effect" van het menselijk oog wordt gebruikt om een stabiele weergave te bereiken.

De segmentcode LCD is samengesteld uit een matrixstructuur bestaande uit meerdere elkaar kruisende "gemeenschappelijke terminals" en "segmentterminals". Vloeibaar kristal materiaal wordt tussen twee transparante elektroden geplaatst en de transparantie wordt veranderd door spanning toe te passen - wanneer er geen elektrisch veld is, maakt de opstelling van vloeibare kristalmoleculen het mogelijk dat licht erdoorheen gaat, waardoor de achtergrondkleur wordt weergegeven; Wanneer een elektrisch veld wordt toegepast, buigen de vloeibare kristalmoleculen af, waardoor licht wordt geblokkeerd en donkere kleuren worden weergegeven.

Vloeibare kristallen hebben een belangrijke eigenschap: ze moeten worden aangestuurd door wisselspanning, en gelijkspanning kan elektrolyse en permanente schade aan het vloeibare kristalmateriaal veroorzaken. Het aansturen van een LCD vereist het genereren van precieze blokgolfsignalen om de juiste faseverhouding tussen de display- en niet-displaysegmenten te garanderen.

De aansturing van segment LCD is verdeeld in twee typen: statische aansturing en dynamische aansturing.

Statische aansturing is geschikt voor COM-terminals met weinig of eenvoudige displays. Elk segment is onafhankelijk verbonden met een aandrijfpin, wat gemakkelijk te controleren is en geen flikkering veroorzaakt. Het neemt echter een groot aantal pinnen in beslag en is alleen geschikt voor een klein aantal segmenten.

Dynamische aansturing is geschikt voor multi-segment displays, zoals rekenmachines en elektronische horloges. Het groepeert segmentelektroden en scant verschillende COM-terminals op een tijdsgedeelde manier, waarbij het persistentie-effect van menselijke visuele waarneming wordt gebruikt om een stabiele weergave te bereiken.

De 4COM-driver verdeelt het scherm bijvoorbeeld in 4 groepen en activeert afwisselend elke groep COM. Het voordeel van deze methode is dat het het aantal pinnen kan verminderen, maar het nadeel is dat het een strikte timingcontrole vereist.

De speciale driverchip vereenvoudigt de complexiteit van de controle aanzienlijk door multiplexinglogica en LCD-spanningsgeneratie te integreren. Deze chips kunnen communiceren met microcontrollers via SPI/I2C, waardoor MCU-pinbronnen aanzienlijk worden bespaard.

Het belangrijkste voordeel van segment LCD is het extreem lage stroomverbruik, waardoor het geschikt is voor apparaten die op batterijen werken. De driverchip zoals HT1621 kan tot 128 pensegmenten aansturen, wat overeenkomt met 16 "8"-tekens, terwijl de interface slechts een paar seriële pinnen is.

Vergeleken met andere displaytechnologieën is segment LCD nog steeds helder en zichtbaar bij sterk licht, met lage kosten en eenvoudige aansturing.

De beperking van segment LCD is echter dat de weer te geven inhoud vaststaat en geen grafische elementen dynamisch kan bijwerken. Dit maakt het ongeschikt voor scènes die het weergeven van complexe grafische elementen of het wijzigen van rijke informatie vereisen.