In der heutigen digitalen Welt unterstützt eine einfache und effiziente Display-Technologie immer noch stillschweigend den Betrieb unzähliger täglicher elektronischer Geräte, nämlich die segmentierte LCD-Display-Technologie.

Von Bedienfeldern für Haushaltsgeräte und elektronischen Uhren bis hin zu digitalen Lesebildschirmen für Industrieanlagen hat sich das segmentierte LCD aufgrund seines geringen Stromverbrauchs, seiner geringen Kosten und seiner einfachen Ansteuerung zu einer idealen Wahl für eingebettete Systeme und einfache Display-Anforderungen entwickelt. Diese Technologie behauptet ihren Platz im heutigen hochpräzisen Display-Bereich durch kontinuierliche Innovation.

Segmentiertes LCD, auch bekannt als segmentierter LCD-Bildschirm oder gemusterter LCD-Bildschirm, ist ein Oberbegriff für Nicht-Punktmatrix-LCD-Produkte, die die Pen-Segment-Display-Technologie verwenden.

Sein Name leitet sich von der frühen Anwendung von LCD-Bildschirmen ab, die hauptsächlich zum Ersetzen von LED-Digitalröhren verwendet wurden. Die einfachste 7-Segment-Digitalanzeige kann die Zahlen 0-9 anzeigen, ähnlich der Anzeige auf Taschenrechnern und elektronischen Uhren.

Im Gegensatz zu den heute üblichen Punktmatrix-Displays haben segmentierte LCD-Displays feste Inhalte und bestehen aus vorgefertigten Pen-Segmenten (z. B. Zahlen, Buchstaben oder einfachen Symbolen).

Diese Pen-Segmente sind in Anordnung und Form sehr flexibel, sie können nicht nur in der üblichen "8"-Form hergestellt werden, sondern auch in jeder beliebigen Form, einschließlich Firmenlogos, verschiedener Muster und Text.

Der Antriebskern des segmentierten LCD basiert auf der "Scanning"- oder "Time-Division-Multiplexing"-Technologie, die den "visuellen Persistenz-Effekt" des menschlichen Auges nutzt, um eine stabile Anzeige zu erreichen.

Das Segmentcode-LCD besteht aus einer Matrixstruktur, die aus mehreren sich kreuzenden "Common-Terminals" und "Segment-Terminals" besteht. Flüssigkristallmaterial wird zwischen zwei transparenten Elektroden sandwichartig angeordnet, und seine Transparenz wird durch Anlegen von Spannung verändert - wenn kein elektrisches Feld vorhanden ist, ermöglicht die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle das Durchscheinen von Licht, wodurch die Hintergrundfarbe angezeigt wird; Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, lenken die Flüssigkristallmoleküle ab, blockieren das Licht und zeigen dunkle Farben an.

Flüssigkristalle haben eine wichtige Eigenschaft: Sie müssen mit Wechselspannung betrieben werden, und Gleichspannung kann zu Elektrolyse und dauerhafter Beschädigung des Flüssigkristallmaterials führen. Das Ansteuern eines LCD erfordert die Erzeugung präziser Rechtecksignal, um die korrekte Phasenbeziehung zwischen den Anzeige- und Nicht-Anzeige-Segmenten sicherzustellen.

Die Ansteuerung von segmentierten LCDs wird in zwei Typen unterteilt: statische Ansteuerung und dynamische Ansteuerung.

Die statische Ansteuerung eignet sich für COM-Terminals mit wenigen oder einfachen Anzeigen. Jedes Segment ist unabhängig mit einem Ansteuerungs-Pin verbunden, was einfach zu steuern und flimmerfrei ist. Sie belegt jedoch eine große Anzahl von Pins und eignet sich nur für eine kleine Anzahl von Segmenten.

Die dynamische Ansteuerung eignet sich für Multi-Segment-Displays, wie z. B. Taschenrechner und elektronische Uhren. Sie gruppiert Segmentelektroden und scannt verschiedene COM-Terminals zeitgesteuert, wobei der Persistenz-Effekt der menschlichen visuellen Wahrnehmung genutzt wird, um eine stabile Anzeige zu erreichen.

Der 4COM-Treiber teilt den Bildschirm beispielsweise in 4 Gruppen ein und aktiviert abwechselnd jede COM-Gruppe. Der Vorteil dieser Methode ist, dass die Anzahl der Pins reduziert werden kann, der Nachteil ist jedoch, dass eine strenge Zeitsteuerung erforderlich ist.

Der dedizierte Treiber-Chip vereinfacht die Steuerungskomplexität erheblich, indem er Multiplexing-Logik und LCD-Spannungserzeugung integriert. Diese Chips können über SPI/I2C mit Mikrocontrollern kommunizieren, wodurch MCU-Pin-Ressourcen erheblich eingespart werden.

Der bedeutendste Vorteil des segmentierten LCD ist sein extrem geringer Stromverbrauch, wodurch es sich für batteriebetriebene Geräte eignet. Der Treiber-Chip wie der HT1621 kann bis zu 128 Pen-Segmente ansteuern, was 16 "8"-Zeichen entspricht, während die Schnittstelle nur wenige serielle Pins aufweist.

Im Vergleich zu anderen Display-Technologien ist das segmentierte LCD auch bei starkem Licht klar und deutlich sichtbar, mit geringen Kosten und einfacher Ansteuerung.

Die Einschränkung des segmentierten LCD besteht jedoch darin, dass sein Anzeigeinhalt fest ist und keine Grafiken dynamisch aktualisiert werden können. Dies macht es ungeeignet für Szenen, die die Anzeige komplexer Grafiken oder die Änderung umfangreicher Informationen erfordern.