À l'ère numérique actuelle, une technologie d'affichage simple et efficace soutient encore silencieusement le fonctionnement d'innombrables appareils électroniques quotidiens, à savoir la technologie d'affichage LCD segmenté.

Des panneaux de contrôle des appareils électroménagers et des montres électroniques aux écrans de lecture numériques pour les équipements industriels, le LCD segmenté est devenu un choix idéal pour les systèmes embarqués et les exigences d'affichage simples en raison de sa faible consommation d'énergie, de son faible coût et de sa simplicité de pilotage. Cette technologie maintient sa place dans le domaine de l'affichage de haute précision d'aujourd'hui grâce à une innovation continue.

Le LCD segmenté, également connu sous le nom d'écran LCD segmenté ou d'écran LCD à motifs, est un terme général pour les produits LCD non matriciels qui utilisent la technologie d'affichage à segments de stylo.

Son nom vient des premières applications des écrans LCD, principalement utilisés pour remplacer les tubes numériques LED. L'affichage numérique à 7 segments le plus basique peut afficher les chiffres 0 à 9, de manière similaire à l'affichage des calculatrices et des horloges électroniques.

Contrairement aux écrans matriciels courants de nos jours, les écrans LCD segmentés ont un contenu fixe et sont composés de segments de stylo pré-conçus (tels que des chiffres, des lettres ou des symboles simples).

Ces segments de stylo sont très flexibles en termes d'agencement et de forme, non seulement ils peuvent être fabriqués en forme de "8" courante, mais ils peuvent également être fabriqués dans n'importe quelle forme, y compris des logos d'entreprise, divers motifs et du texte.

Le cœur de pilotage du LCD segmenté est basé sur la technologie de "balayage" ou de "multiplexage temporel", utilisant l'"effet de persistance visuelle" de l'œil humain pour obtenir un affichage stable.

Le LCD à code segment est composé d'une structure matricielle constituée de multiples "bornes communes" et "bornes de segment" qui se croisent. Le matériau en cristal liquide est pris en sandwich entre deux électrodes transparentes, et sa transparence est modifiée en appliquant une tension - lorsqu'il n'y a pas de champ électrique, l'agencement des molécules de cristal liquide permet à la lumière de passer à travers, affichant la couleur de fond ; lorsqu'un champ électrique est appliqué, les molécules de cristal liquide se dévient, bloquant la lumière et affichant des couleurs sombres.

Les cristaux liquides ont une caractéristique clé : ils doivent être pilotés par une tension alternative, et une tension continue peut provoquer une électrolyse et des dommages permanents au matériau en cristal liquide. Piloter un LCD nécessite de générer des signaux d'onde carrée précis pour assurer la bonne relation de phase entre les segments d'affichage et les segments non affichés.

Le pilotage du LCD segmenté est divisé en deux types : le pilotage statique et le pilotage dynamique.

Le pilotage statique convient aux bornes COM avec peu d'affichages ou des affichages simples. Chaque segment est connecté indépendamment à une broche de pilotage, ce qui est facile à contrôler et sans scintillement. Cependant, il occupe un grand nombre de broches et ne convient qu'à un petit nombre de segments.

Le pilotage dynamique convient aux affichages multi-segments, tels que les calculatrices et les montres électroniques. Il regroupe les électrodes de segment et balaye différentes bornes COM de manière temporelle, utilisant l'effet de persistance de la perception visuelle humaine pour obtenir un affichage stable.

Par exemple, le pilote 4COM divise l'écran en 4 groupes et active alternativement chaque groupe de COM. L'avantage de cette méthode est qu'elle peut réduire le nombre de broches, mais l'inconvénient est qu'elle nécessite un contrôle de synchronisation strict.

La puce de pilote dédiée simplifie grandement la complexité du contrôle en intégrant une logique de multiplexage et la génération de tension LCD. Ces puces peuvent communiquer avec les microcontrôleurs via SPI/I2C, ce qui permet d'économiser considérablement les ressources de broches du MCU.

L'avantage le plus important du LCD segmenté est sa très faible consommation d'énergie, ce qui le rend adapté aux appareils alimentés par batterie. La puce de pilote telle que HT1621 peut piloter jusqu'à 128 segments de stylo, ce qui équivaut à 16 caractères "8", tandis que l'interface ne comporte que quelques broches série.

Comparé à d'autres technologies d'affichage, le LCD segmenté est toujours clair et visible sous une forte lumière, avec un faible coût et une simplicité de pilotage.

Cependant, la limite du LCD segmenté est que son contenu d'affichage est fixe et ne peut pas mettre à jour dynamiquement les graphiques. Cela le rend inapproprié pour les scènes qui nécessitent l'affichage de graphiques complexes ou la modification d'informations riches.