Nell'era digitale odierna, una tecnologia di visualizzazione semplice ed efficiente supporta ancora silenziosamente il funzionamento di innumerevoli dispositivi elettronici quotidiani, ovvero la tecnologia dei display LCD segmentati.

Dai pannelli di controllo degli elettrodomestici e dagli orologi elettronici agli schermi di lettura digitale per le apparecchiature industriali, gli LCD segmentati sono diventati una scelta ideale per i sistemi embedded e le semplici esigenze di visualizzazione grazie al loro basso consumo energetico, al basso costo e alla semplice guida. Questa tecnologia sta mantenendo il suo posto nel campo dei display ad alta precisione odierno attraverso l'innovazione continua.

LCD segmentato, noto anche come schermo LCD segmentato o schermo LCD a motivi, è un termine generico per i prodotti LCD non a matrice di punti che utilizzano la tecnologia di visualizzazione a segmenti a penna.

Il suo nome deriva dalla prima applicazione degli schermi LCD, utilizzati principalmente per sostituire i tubi digitali a LED. Il display digitale a 7 segmenti più elementare può visualizzare i numeri da 0 a 9, in modo simile al display su calcolatrici e orologi elettronici.

A differenza dei comuni display a matrice di punti odierni, i display LCD segmentati hanno contenuti fissi e sono composti da segmenti a penna pre-progettati (come numeri, lettere o simboli semplici).

Questi segmenti a penna sono molto flessibili nell'organizzazione e nella forma, non solo possono essere realizzati nella comune forma "8", ma possono anche essere realizzati in qualsiasi forma, inclusi loghi aziendali, vari modelli e testo.

Il nucleo di guida degli LCD segmentati si basa sulla tecnologia di "scansione" o "multiplexing a divisione di tempo", utilizzando l'"effetto di persistenza visiva" dell'occhio umano per ottenere una visualizzazione stabile.

L'LCD a codice di segmento è composto da una struttura a matrice costituita da più "terminali comuni" e "terminali di segmento" intersecanti. Il materiale a cristalli liquidi è interposto tra due elettrodi trasparenti e la sua trasparenza viene modificata applicando una tensione: quando non c'è campo elettrico, la disposizione delle molecole di cristalli liquidi consente alla luce di passare, visualizzando il colore di sfondo; Quando viene applicato un campo elettrico, le molecole di cristalli liquidi si deflettono, bloccando la luce e visualizzando colori scuri.

I cristalli liquidi hanno una caratteristica fondamentale: devono essere pilotati da tensione alternata e la tensione continua può causare elettrolisi e danni permanenti al materiale a cristalli liquidi. La guida di un LCD richiede la generazione di precisi segnali a onda quadra per garantire la corretta relazione di fase tra i segmenti di visualizzazione e non visualizzazione.

La guida degli LCD segmentati è divisa in due tipi: guida statica e guida dinamica.

La guida statica è adatta per terminali COM con pochi o semplici display. Ogni segmento è collegato indipendentemente a un pin di guida, che è facile da controllare e senza sfarfallio. Tuttavia, occupa un gran numero di pin ed è adatto solo per un piccolo numero di segmenti.

La guida dinamica è adatta per display multi-segmento, come calcolatrici e orologi elettronici. Raggruppa gli elettrodi di segmento e scansiona diversi terminali COM in modo time-sharing, utilizzando l'effetto di persistenza della percezione visiva umana per ottenere una visualizzazione stabile.

Ad esempio, il driver 4COM divide lo schermo in 4 gruppi e attiva alternativamente ogni gruppo di COM. Il vantaggio di questo metodo è che può ridurre il numero di pin, ma lo svantaggio è che richiede un rigoroso controllo dei tempi.

Il chip driver dedicato semplifica notevolmente la complessità del controllo incorporando la logica di multiplexing e la generazione di tensione LCD. Questi chip possono comunicare con i microcontrollori tramite SPI/I2C, risparmiando notevolmente le risorse dei pin MCU.

Il vantaggio più significativo degli LCD segmentati è il loro bassissimo consumo energetico, che li rende adatti ai dispositivi alimentati a batteria. Il chip driver come HT1621 può pilotare fino a 128 segmenti a penna, equivalenti a 16 caratteri "8", mentre l'interfaccia è costituita solo da pochi pin seriali.

Rispetto ad altre tecnologie di visualizzazione, gli LCD segmentati sono ancora chiari e visibili sotto una forte luce, con un basso costo e una guida semplice.

Tuttavia, la limitazione degli LCD segmentati è che il loro contenuto di visualizzazione è fisso e non può aggiornare dinamicamente alcuna grafica. Questo li rende inadatti per scene che richiedono la visualizzazione di grafica complessa o la modifica di informazioni ricche.