今日のデジタル時代において、シンプルで効率的なディスプレイ技術は、今もなお、無数の日常的な電子デバイスの動作を静かに支えています。それが、セグメントLCDディスプレイ技術です。

家電製品のコントロールパネルや電子時計から、産業用機器のデジタル表示画面まで、セグメントLCDは、低消費電力、低コスト、そしてシンプルな駆動性から、組み込みシステムやシンプルな表示要件に最適な選択肢となっています。この技術は、今日の高精度ディスプレイ分野において、継続的な革新を通じてその地位を維持しています。

セグメントLCDは、セグメントLCDスクリーンまたはパターンLCDスクリーンとも呼ばれ、ペンセグメント表示技術を使用する非ドットマトリクスLCD製品の総称です。

その名前は、主にLEDデジタルチューブの代替として使用された、LCDスクリーンの初期の用途に由来しています。最も基本的な7セグメントデジタル表示は、電卓や電子時計の表示と同様に、数字0〜9を表示できます。

今日の一般的なドットマトリクスディスプレイとは異なり、セグメントLCDディスプレイは固定された内容を持ち、事前に設計されたペンセグメント（数字、文字、または単純な記号など）で構成されています。

これらのペンセグメントは、配置と形状が非常に柔軟で、一般的な「8」の形状だけでなく、会社ロゴ、さまざまなパターン、テキストなど、あらゆる形状にすることができます。

セグメントLCDの駆動コアは、「走査」または「時分割多重化」技術に基づいており、人間の目の「視覚的残像効果」を利用して安定した表示を実現しています。

セグメントコードLCDは、複数の交差する「コモン端子」と「セグメント端子」からなるマトリクス構造で構成されています。液晶材料は2つの透明電極の間に挟まれ、その透明度は電圧を印加することによって変化します。電界がない場合、液晶分子の配置により光が透過し、背景色が表示されます。電界が印加されると、液晶分子が偏向し、光を遮断して暗い色を表示します。

液晶には重要な特性があります。それは、交流電圧で駆動する必要があるということです。直流電圧は電気分解を引き起こし、液晶材料に永久的な損傷を与える可能性があります。LCDを駆動するには、表示セグメントと非表示セグメントの正しい位相関係を確保するために、正確な矩形波信号を生成する必要があります。

セグメントLCDの駆動は、スタティック駆動とダイナミック駆動の2つのタイプに分けられます。

スタティック駆動は、COM端子が少ないまたはシンプルな表示に適しています。各セグメントは独立して駆動ピンに接続されており、制御が容易でフリッカーがありません。ただし、多数のピンを占有するため、少数のセグメントにのみ適しています。

ダイナミック駆動は、電卓や電子時計など、マルチセグメント表示に適しています。セグメント電極をグループ化し、時分割方式で異なるCOM端子を走査し、人間の視覚的知覚の残像効果を利用して安定した表示を実現します。

たとえば、4COMドライバは画面を4つのグループに分割し、各グループのCOMを交互にアクティブにします。この方法の利点は、ピン数を減らすことができることですが、欠点は、厳密なタイミング制御が必要になることです。

専用のドライバチップは、多重化ロジックとLCD電圧生成を組み込むことで、制御の複雑さを大幅に簡素化します。これらのチップは、SPI/I2Cを介してマイクロコントローラと通信でき、MCUのピンリソースを大幅に節約します。

セグメントLCDの最も重要な利点は、その非常に低い消費電力であり、バッテリー駆動のデバイスに適しています。HT1621などのドライバチップは、最大128個のペンセグメントを駆動でき、これは16個の「8」文字に相当し、インターフェースはわずか数本のシリアルピンです。

他のディスプレイ技術と比較して、セグメントLCDは、強い光の下でも鮮明で視認性が高く、低コストでシンプルな駆動が可能です。

ただし、セグメントLCDの制限は、その表示内容が固定されており、グラフィックを動的に更新できないことです。これにより、複雑なグラフィックを表示したり、豊富な情報を変更したりする必要があるシーンには適していません。