В современную цифровую эпоху простая и эффективная технология отображения по-прежнему незаметно поддерживает работу бесчисленного количества повседневных электронных устройств, и это технология сегментных ЖК-дисплеев.

От панелей управления бытовой техникой и электронных часов до экранов цифрового чтения для промышленного оборудования, сегментные ЖК-дисплеи стали идеальным выбором для встраиваемых систем и простых требований к отображению благодаря низкому энергопотреблению, низкой стоимости и простому управлению. Эта технология сохраняет свое место в современной области высокоточного отображения благодаря постоянным инновациям.

Сегментный ЖК-дисплей, также известный как сегментный ЖК-экран или узорчатый ЖК-экран, является общим термином для продуктов ЖК-дисплеев, не использующих точечно-матричную технологию, которые используют технологию отображения сегментов пера.

Его название произошло от раннего применения ЖК-экранов, в основном использовавшихся для замены светодиодных цифровых трубок. Самый простой 7-сегментный цифровой дисплей может отображать цифры 0-9, аналогично дисплею на калькуляторах и электронных часах.

В отличие от распространенных сегодня точечно-матричных дисплеев, сегментные ЖК-дисплеи имеют фиксированное содержимое и состоят из предварительно разработанных сегментов пера (например, цифр, букв или простых символов).

Эти сегменты пера очень гибки в расположении и форме, их можно сделать не только в распространенной форме «8», но и в любой форме, включая логотипы компаний, различные узоры и текст.

Основу управления сегментным ЖК-дисплеем составляет технология «сканирования» или «мультиплексирования с временным разделением», использующая «эффект инерции зрения» человеческого глаза для достижения стабильного отображения.

Сегментный ЖК-дисплей состоит из матричной структуры, состоящей из нескольких пересекающихся «общих терминалов» и «сегментных терминалов». Жидкокристаллический материал зажат между двумя прозрачными электродами, и его прозрачность изменяется путем подачи напряжения - когда электрического поля нет, расположение молекул жидких кристаллов позволяет свету проходить, отображая цвет фона; Когда прикладывается электрическое поле, молекулы жидких кристаллов отклоняются, блокируя свет и отображая темные цвета.

Жидкие кристаллы имеют ключевую характеристику: они должны управляться переменным напряжением, а постоянное напряжение может вызвать электролиз и необратимое повреждение жидкокристаллического материала. Управление ЖК-дисплеем требует генерации точных сигналов прямоугольной формы для обеспечения правильного фазового соотношения между отображаемыми и неотображаемыми сегментами.

Управление сегментным ЖК-дисплеем делится на два типа: статическое управление и динамическое управление.

Статическое управление подходит для COM-терминалов с небольшим количеством или простыми дисплеями. Каждый сегмент независимо подключен к управляющему контакту, что легко контролировать и не мерцает. Однако он занимает большое количество контактов и подходит только для небольшого количества сегментов.

Динамическое управление подходит для многосегментных дисплеев, таких как калькуляторы и электронные часы. Он группирует сегментные электроды и сканирует разные COM-терминалы в режиме разделения времени, используя эффект инерции человеческого зрительного восприятия для достижения стабильного отображения.

Например, драйвер 4COM делит экран на 4 группы и попеременно активирует каждую группу COM. Преимущество этого метода заключается в том, что он может уменьшить количество контактов, но недостатком является то, что он требует строгого контроля времени.

Специальный чип драйвера значительно упрощает сложность управления, включая логику мультиплексирования и генерацию напряжения ЖК-дисплея. Эти чипы могут взаимодействовать с микроконтроллерами через SPI/I2C, значительно экономя ресурсы контактов MCU.

Наиболее существенным преимуществом сегментного ЖК-дисплея является его чрезвычайно низкое энергопотребление, что делает его подходящим для устройств с батарейным питанием. Чип драйвера, такой как HT1621, может управлять до 128 сегментами пера, что эквивалентно 16 символам «8», в то время как интерфейс состоит всего из нескольких последовательных контактов.

По сравнению с другими технологиями отображения, сегментный ЖК-дисплей по-прежнему четкий и видимый при ярком освещении, имеет низкую стоимость и простое управление.

Однако ограничение сегментного ЖК-дисплея заключается в том, что его отображаемое содержимое фиксировано и не может динамически обновлять какую-либо графику. Это делает его неподходящим для сцен, требующих отображения сложной графики или изменения богатой информации.