JP4292242B2 - 帰還回路部を備えた液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は，液晶表示装置に関し，より詳細には，液晶表示装置に帰還回路部を備えることによりリップル電圧を補償する液晶表示装置に関する。

近年，パソコンやテレビなどの軽量化，薄型化に伴ってディスプレイ装置も軽量化，薄形化が要求されてきている。このような要求に応じて，陰極線管（Cathode ray tube：ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（Liquid crystal display device：ＬＣＤ）のようなフラットパネル型ディスプレイの開発が進んでいる。

液晶表示装置は，２つの基板間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界（Electric field）を印加し，この電界の強さを調節して，外部の光源（バックライト）から基板に透過する光の量を調節することによって，所望の画像信号を得る表示装置である。

かかる液晶表示装置は，携帯が簡便なフラットパネル型ディスプレイのうち代表的なものであって，これらのうち薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:TFT）をスイッチング素子として用いたＴＦＴ−ＬＣＤが主に用いられている。

一般に，液晶表示装置は，上下部基板と，上下部基板間に注入された液晶とからなる液晶パネルと，液晶パネルを駆動させるための駆動回路と，液晶に白色光を提供するためのバックライトとを備える。このような液晶表示装置は，カラーイメージを表示する方式によって，Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタ駆動方式と，カラーフィールド順次駆動方式とに分けられる。

カラーフィルタ駆動方式を用いた液晶表示装置は，１つの画素をＲ，Ｇ，Ｂのサブ画素に分割し，各Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタが配列される構造となっており，１つのバックライトから光が液晶を通じてＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタに伝達され，カラー形状をディスプレイする。

また，カラーフィールド順次駆動方式を用いた液晶表示装置は，Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の独立光源を順次に周期的に点灯し，この点灯周期に同期して，各画素に対応する色信号を加えることによって，フル（ｆｕｌｌ）カラーの画像を得る。すなわち，上記カラーフィールド順次駆動方式を用いた液晶表示装置は，Ｒ，Ｇ，Ｂのサブ画素に分割されていない１つの画素にＲ，Ｇ，Ｂのバックライトが配列される構造となっており，１つの画素にＲ，Ｇ，ＢのバックライトからＲ，Ｇ，Ｂの３原色の光を液晶を通じて時分割的に順次ディスプレイすることで，目の残像効果を利用したカラー形状をディスプレイする。

したがって，カラーフィールド順次駆動方式は，カラーフィルタ方式と同じ解像度を維持しながらも，画素数が１／３程度のみ必要なので，高集積化が可能で，カラーテレビと同じ色再現性及び高速の動画像を実現できるという利点がある。

上記カラーフィールド順次駆動方式を用いた液晶表示装置は，画面の上段から下段へ順次に走査するカラーフィルタ方式と異なって，１つの画素に対してＲ，Ｇ，Ｂのバックライトの駆動時間を異ならしめて，Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の光を合成してカラー形状を表現するものであるから，１フレーム（ｆｒａｍｅ）を３つのサブフレームに分割駆動する。

また，１フレームは，Ｒカラーを表示するＲサブフレーム，Ｇカラーを表示するＧサブフレーム及びＢカラーを表示するＢサブフレームに分割される。すなわち，Ｒサブフレームは，Ｒバックライトが駆動されることによって，Ｒカラーを表示し，Ｇサブフレームは，Ｇバックライトが駆動されることによって，Ｇカラーを表示し，Ｂサブフレームは，Ｂバックライトが駆動されることによって，Ｂカラーを表示する。したがって，１フレームは，互いに異なるＲ，Ｇ，Ｂのカラーが表示されるように，各々サブフレームに分割され，Ｒ，Ｇ，Ｂのバックライトを通じて順次に発光する３つのサブフレーム区間を有する。

カラーフィールド順次駆動方式は，カラーフィルタ駆動方式に比べて同じサイズのパネルにおいて３倍程度の解像度の実現が可能であり，カラーフィルタを使用しないことから，光効率が増加するという長所があるが，１フレームが３つのサブフレームに分割駆動されるので，駆動周波数が６倍以上高い駆動周波数を必要とする高速の動作特性が要求される。

液晶は，物質の特性上，連続して同じ極性の電圧で駆動すれば，液晶が劣化するため，反対極性の電圧で駆動しなければならない。したがって，正極性の電圧が或る１つの画素に印加されると，次のフレームで上記画素に負極性の電圧を印加して駆動しなければならない。

図１は，従来技術による液晶表示装置を概略的に示す構成図である。

図１を参照すれば，液晶表示装置（ＬＣＤ）は，液晶表示システム部１００，バックライト駆動部１１０，バックライトユニット１２０，データ駆動部１３０，スキャン駆動部１４０及び液晶ディスプレイパネル１５０を備える。

上記液晶表示システム部１００は，内部的に電源部，制御部，データ変換部，メモリ部及びバッファ部などから構成される。

詳細には，上記電源部は，上記液晶表示システム部１００に所定の電源電圧を伝達し，各回路部が動作するようにする。

また，上記制御部は，上記液晶表示システム部１００の各回路部に対する所定の信号情報を制御する制御信号である書き込み命令信号，読み取り命令信号及びタイミング制御信号などを生成し，信号処理及び制御する。

また，上記データ変換部は，上記制御部の制御に応じて動作する回路部であって，上記データ変換部から生成された映像データは，デジタルデータである赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のデータに変換され，上記メモリ部に伝達される。

また，上記メモリ部は，上記制御部の書き込み命令信号（write command）によって上記赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のデータを格納する。上記赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のデータは，上記制御部の読み取り命令信号（read
command）によって上記バッファ部に伝達される。

また，上記バッファ部は，直列データ形式で上記メモリ部から伝達された上記赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のデータを上記データ駆動部１３０に入力する。上記バッファ部は，必ず必要なものではないので，上記メモリ部から直接に上記データ駆動部１３０に転送してもよい。

上記バックライト駆動部１１０は，駆動電圧発生手段及びＰＷＭ（pulse width modulation）信号発生手段を備える。上記駆動電圧発生手段は，上記液晶表示システム部１００から提供される駆動条件のうち，バックライトの輝度に係る駆動条件を入力し，バックライトユニット１２０に適した順方向駆動電圧ＲＶｆ，ＧＶｆ，ＢＶｆを発生する。すなわち，上記バックライト駆動部１１０は，上記液晶表示システム部１００の所定の制御信号を入力され，上記バックライトユニット１２０が駆動されるように上記順方向駆動電圧を発生させ，上記バックライトユニット１２０に伝達する。上記ＰＷＭ信号発生手段は，上記液晶表示システム部１００から提供される駆動条件のうち，バックライトユニット１２０の色度に係る駆動条件を入力し，上記バックライトユニット１２０のＲ，Ｇ，Ｂの発光ダイオードに適したＰＷＭ信号ＲＰＷＭ，ＧＰＷＭ，ＢＰＷＭを順次発生する。

上記バックライトユニット１２０は，Ｒ，Ｇ，Ｂの発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode），モールドフレーム，反射シート，導光板，拡散シート，プリズムシート及び保護シートから構成される。上記Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤは，最初に光を発散する部分であって，情報通信機器及び小型の携帯端末機の場合，小型の光源であるＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤが半永久的に広く使われる。上記Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤは，各々上記バックライト駆動部１１０から提供される上記順方向駆動電圧ＲＶｆ，ＧＶｆ，ＢＶｆ及びＰＷＭ信号ＲＰＷＭ，ＧＰＷＭ，ＢＰＷＭにより駆動され，各々所定の輝度及び色度を有するＲ，Ｇ，Ｂの光を放出する。

上記モールドフレームは，上記バックライトユニット１２０に備えられる発光ダイオード（Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ），反射シート，導光板，拡散シート，プリズムシート及び保護シートを，１つの組立形態となるように維持させる。

上記導光板は，上記発光ダイオードから発せられる光の方向を２次元平面に均一に噴射させ，前方に変える部品であって，このために，表面に一定のパターンを印刷して，効率を高める。

上記反射シートは，上記発光ダイオードから発せられた光であって，導光板の全反射により導光板の下端部に抜け出る光を前面に反射させて，全般的な輝度を上昇させ，導光板の裏面から伝達される光の損失を抑制する。

ここで，上記導光板物質は，透明なアクリル樹脂から形成され，強度が高いため，割れや変形が少なく，軽く，且つ可視光線の透過率が高いという特徴がある。

上記拡散シートは，上記導光板から放射される光を一層均一にし，全体的に柔らかに処理する部分であって，上記導光板のパターンが見えないようにする。

上記プリズムシートは，上記拡散シートにより生じた輝度低下を，光の屈折及び集光により上記輝度を高めるものであって，山形状の微細な谷（ｐｉｔｃｈ）を有しており，下側は垂直，上側は水平に形成される。上記プリズムシートは，上記垂直及び水平の各１枚ずつ構成されて，１組（ｓｅｔ）をなす。すなわち，上記プリズムシートは，色々な角度から発せられる光を，プリズム形状のピッチと角度をもって一定の方向に変えて，正面輝度を高める役目をする。

上記保護シートは，上記バックライトユニット１２０に加えられる外部の衝撃や異物流入による汚染などを防止するための保護膜であって，上記プリズムシート上に位置する。また，上記保護シートは，上記プリズムシートのクラックを防止し，垂直及び水平の１組のプリズムシートの使用時に発生するモアレ現象を防止するために使われる。また，上記保護シートは，上記プリズムシートにより狭くなった視野角を広める機能も有する。しかしながら，最近，プリズムシートの機能が非常に向上しているので，上記保護シートを，別途，設けない傾向にある。

上記データ駆動部１３０は，上記液晶表示システム部１００から順次に入力された直列データ形式の所定のＲ，Ｇ，Ｂの色相データを，上記液晶ディスプレイパネル１５０の多数のデータ線に伝達する。

上記スキャン駆動部１４０は，上記液晶表示システム部１００から入力されたタイミング制御信号を，上記液晶ディスプレイパネル１５０の多数の走査線に伝達する。

上記液晶ディスプレイパネル１５０に備えられる液晶は，各種情報の表示素子であるものの，自ら発光しない受光型（Passive Display）素子であるから，その裏面に光源を設け，液晶表示装置の画面を明るくする装置が別途，必要である。すなわち，上記液晶は，上記バックライトユニット１２０により伝達される光源によって発光する。

また，上記液晶ディスプレイパネル１５０には，列及び行で配列された多数の画素と，上記多数の画素を選択するための多数の走査線が形成される。また，上記液晶ディスプレイパネル１５０は，階調データに該当する階調データ電圧及びリセット電圧を伝達するための多数のデータ線が，上記多数の走査線と絶縁及び対向するように形成される。次いで，行列形態で配列された多数の画素は，各々走査線とデータ線により取り囲まれている。

上記各画素は，走査線及びデータ線に各々ゲート電極及びソース電極が接続される薄膜トランジスタと，上記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続される画素キャパシタと，ストレージキャパシタとを含む。

したがって，上記液晶ディスプレイパネル１５０は，多数のデータ線及び多数の走査線が規則的に配列されるアレイ基板と，受動型素子（Ｐａｓｓｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）である液晶と，上記液晶が発光する共通（ｃｏｍｍｏｎ）基板とを備える。ここで，上記共通基板は，上記液晶が発光するように共通電極に接続され，上記データ駆動部１３０またはスキャン駆動部１４０から所定の電圧を入力される。

しかし，従来の液晶表示装置には，次のような問題点があった。すなわち，前述のような液晶表示装置は，共通基板の共通電極から発生するリップル電圧により，液晶ディスプレイパネルにブラック（ｂｌａｃｋ）現象である暗点及び点滅画素が生じ，上記液晶ディスプレイパネルの画質が劣化し，寿命が短くなるという問題点があった。

そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，共通基板の共通電極から発生するリップル電圧を補償する帰還回路部を備えた液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために，本発明の一態様に係る液晶表示装置は，複数のデータ線及び複数の走査線が規則的に配列されるアレイ基板と，共通基板と，上記アレイ基板と上記共通基板との間に介在される液晶とを含む液晶ディスプレイパネルと；上記液晶ディスプレイパネルの液晶が発光するように電源電圧を発生させ，共通電源電圧が生成される電源部と；上記共通基板の共通電極と上記電源部との間に接続される帰還回路部と；を備える。

また，本発明の他の態様に係る液晶表示装置は，複数のデータ線及び複数の走査線が規則的に配列されるアレイ基板と，共通基板と，上記アレイ基板と上記共通基板との間に介在される液晶とを含む液晶ディスプレイパネルと；上記液晶ディスプレイパネルの液晶が発光するように電源電圧を発生させ，共通電源電圧が生成される共通電源と；上記共通基板の共通電極から発生する第３リップル電圧を受信するためのローパスフィルタ部と，上記第３リップル電圧を第１及び第２インピーダンスを経てフィードバックさせ，これを逆相させた第１リップル電圧を生成するための負帰還部と，上記第１リップル電圧を受信し，緩衝作用により第２リップル電圧を生成するためのバッファ部とを含み，上記共通電源が受信される帰還回路部と；を備える。

本発明によれば，帰還回路部を備えることによって，共通基板の共通電極から発生するリップル電圧を補償し，暗点または点滅画素の発生を抑止する液晶表示装置を提供することができる。

以下，添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図２は，本発明の一実施形態による帰還回路部を備えた液晶表示装置を概略的に示す構成図である。

図２を参照すれば，上記液晶表示装置（ＬＣＤ）は，共通電源２００，バックライト駆動部２１０，バックライトユニット２２０，帰還回路部２３０，データ駆動部２４０，スキャン駆動部２５０及び液晶ディスプレイパネル２６０を備える。

詳細には，上記共通電源２００は，上記帰還回路部２３０に共通電源電圧Ｖ_ｃｏｍを提供し，上記帰還回路部２３０が動作するようにする。

上記バックライト駆動部２１０は，駆動電圧発生手段と，ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号発生手段とを備える。上記駆動電圧発生手段は，バックライトの輝度に関係に係る駆動条件を入力し，バックライトユニット２２０に適した順方向駆動電圧ＲＶｆ，ＧＶｆ，ＢＶｆを発生する。すなわち，上記バックライト駆動部２１０は，所定の駆動制御信号を入力され，上記バックライトユニット２２０が駆動されるように上記順方向駆動電圧を発生させ，上記バックライトユニット２２０に伝達する。上記ＰＷＭ信号発生手段は，バックライトユニット２２０の色度に係る駆動条件を入力し，上記バックライトユニット２２０のＲ，Ｇ，Ｂの発光ダイオードに適したＰＷＭ信号ＲＰＷＭ，ＧＰＷＭ，ＢＰＷＭを順次発生する。

バックライトユニット２２０は，液晶ディスプレイ部位から選択されたＲ，Ｇ，Ｂの３原色の光が順次に放出されるＲ，Ｇ，Ｂの発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode），モールドフレーム，反射シート，導光板，拡散シート，プリズムシート及び保護シートから構成される。

先ず，上記Ｒ，Ｇ，Ｂの発光ダイオードは，Ｒの光を放出するＲのＬＥＤ，Ｇ光を放出するＧのＬＥＤ及びＢ光を放出するＢのＬＥＤから構成され，ディスプレイ部位に順次に光を発散する。上記Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤは，各々上記バックライト駆動部２１０から提供される上記順方向駆動電圧ＲＶｆ，ＧＶｆ，ＢＶｆ及びＰＷＭ信号ＲＰＷＭ，ＧＰＷＭ，ＢＰＷＭにより駆動され，各々所定の輝度及び色度を有するＲ，Ｇ，Ｂの光を選択的に放出する。

上記モールドフレームは，上記バックライトユニット２２０に備えられている上記発光ダイオード（Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ），反射シート，導光板，拡散シート，プリズムシート及び保護シートを，１つの組立形態となるように維持させる。

上記導光板は，上記発光ダイオードから発せられる光の方向を２次元平面に均一に噴射させて前方に変える部品であって，このために表面に一定のパターンを印刷して，効率を高める。

上記反射シートは，上記発光ダイオードから発せられた光であって，導光板の全反射により導光板の下端部に抜け出る光を前面に反射させて全般的な輝度を上昇させ，導光板の裏面から伝達される光の損失を抑制する。

ここで，上記導光板物質は，透明なアクリル樹脂から形成され，強度が高いため，割れや変形が少なく，軽く，且つ可視光線の透過率が高いという特徴がある。

上記拡散シートは，上記導光板から放射される光を一層均一にし，全体的に柔らかに処理する部分であって，導光板のパターンが見えないようにする。

上記プリズムシートは，上記拡散シートにより生じた輝度低下を，光の屈折及び集光により上記輝度を高めるものであって，山形状の微細な谷（ｐｉｔｃｈ）を有しており，下側は垂直，上側は水平に形成される。上記プリズムシートは，各々垂直プリズム及び水平プリズムよりなる１組（ｓｅｔ）をなす。すなわち，上記プリズムシートは，プリズム形状のピッチと角度を一定の方向に調節することで，色々な角度から発せられる光の正面輝度を高める役目をする。

上記保護シートは，上記バックライトユニット２２０に加えられる外部の衝撃や異物流入による汚染などを防止するための保護膜であって，上記プリズムシート上に位置する。また，上記保護シートは，上記プリズムシートのクラックを防止し，垂直及び水平の１組のプリズムシートの使用時に発生するモアレ現象を防止するために使われる。また，上記保護シートは，上記プリズムシートにより狭くなった視野角を広める機能をもする。しかしながら，最近，プリズムシートの機能が非常に向上しているので，上記保護シートを，別途，設けない傾向にある。

また，上記帰還回路部２３０は，上記液晶ディスプレイパネル２６０の共通基板から出る歪み成分を補償するための目的で液晶表示装置に搭載される。また，上記帰還回路部２３０は，負帰還（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｆｅｅｄｂａｃｋ），バッファ部（ｂｕｆｆｅｒ）及びローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）から構成される。すなわち，上記液晶表示装置は，帰還回路部２３０を備えることによって，上記液晶ディスプレイパネル２６０の画質を向上させ，老朽化を防止する。

上記データ駆動部２４０は，直列データ形式の所定のＲ，Ｇ，Ｂの色相データを順次に入力され，上記液晶ディスプレイパネル２６０の多数のデータ線に伝達する。

上記スキャン駆動部２５０は，所定のタイミング制御信号を選択的に入力し，上記液晶ディスプレイパネル２６０の多数の走査線に伝達し，多数の画素を制御する。

上記液晶ディスプレイパネル２６０に備えられる液晶は，各種情報の表示素子であるものの，自ら発光しない受光型（Passive Display）素子であるから，その裏面に光源を設け，液晶表示装置の画面を明るくする別途の装置が必要である。すなわち，上記液晶は，上記バックライトユニット２２０により伝達される光源によって発光する。

また，上記液晶ディスプレイパネル２６０には，列及び行で配列された多数の画素と，上記多数の画素を選択するための多数の走査線が形成される。また，上記液晶ディスプレイパネル２６０は，リセット電圧及び階調データに該当する階調データ電圧を伝達するための多数のデータ線が，上記多数の走査線と絶縁及び対向するように形成される。次いで，行列形態で配列された多数の画素は，各々走査線とデータ線により取り囲まれている。

上記各画素は，走査線とデータ線にそれぞれのゲート電極及びソース電極が接続される薄膜トランジスタと，上記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続される画素キャパシタと，ストレージキャパシタとを含む。

ここで，上記液晶ディスプレイパネル２６０に用いられる液晶物質は，結晶（ｃｒｙｓｔａｌ）及び液晶（ｌｉｑｕｉｄ）の特性を共に有し，温度転移型（ｔｈｅｒｍｏｔｒｏｐｉｃ ＬＣ）及び有機溶媒混合型（ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ ＬＣ）が挙げられる。

図３Ａ及び図３Ｂは，本発明の一実施形態による液晶表示装置に備えられる帰還回路部を示す回路図である。

図３Ａを参照すれば，液晶表示装置の液晶ディスプレイパネル２６０は，多数のデータ線及び多数の走査線が規則的に配列されるアレイ基板２６２と，受動型素子（Ｐａｓｓｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）である液晶と，上記液晶が発光しディスプレイする共通（ｃｏｍｍｏｎ）基板２６１とを備える。液晶ディスプレイパネル２６０には，アレイ基板２６２と共通基板２６１との間に液晶が介在する。上記液晶ディスプレイパネル２６０は，所定の電源電圧を受信して，光を発散し，上記共通基板２６１の共通電極では歪み成分であるリップル電圧を発生する。また，上記リップル電圧を補償するために，上記接地電極である共通電極は，上記共通電源から生成される共通電源電圧Ｖ_ｃｏｍを受信し，上記帰還回路部２３０の感知電極に接続される。

ここで，上記歪み成分とは，主にリップル（ｒｉｐｐｌｅ）電圧を代表的に指す。すなわち，リップル電圧の例には，整流器により整流された半波整流電圧，全波整流電圧及び直流に交流が重なった電圧などが挙げられ，上記リップル電圧は，パルスと同じ意味に使われる。また，上記リップル電圧は，整流電源において残った交流成分が出力の直流と重なっている脈動電圧（あるいは脈圧）であると言われる。

図３Ｂを参照すれば，液晶表示装置の帰還回路部２３０は，上記歪み成分であるリップル電圧を效果的に補償するために備えられる回路部であって，上記帰還回路部２３０は，負帰還部（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）２３１と，バッファ部（ｂｕｆｆｅｒ）２３４と，ローパスフィルタ部（ＬＰＦ：Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２３５とから構成される。

ここで，上記ローパスフィルタ部２３５は，上記帰還回路部２３０の構成に組み込まれるが，必須構成要素ではない。また，インピーダンスＺ_１２３２及びインピーダンスＺ_２２３３も，上記帰還回路部２３０の必須構成要素ではない。すなわち，上記ローパスフィルタ部２３５，インピーダンスＺ_１２３２及びインピーダンスＺ_２２３３を備えることによって，上記帰還回路部２３０は，一層容易に動作することができる。

本発明の一実施形態は，上記ローパスフィルタ部２３５を含む帰還回路部２３０を構成要素に組み込んで設計していることに着目されたい。

詳細には，上記負帰還部２３１は，共通電源電極及び第１演算増幅器（ＡＭＰ１）を含む。インピーダンスＺ_１２３２（第１インピーダンス）は抵抗Ｒ_３（第３抵抗）とキャパシタＣ_２（第２キャパシタ）とから構成されているが，この際，上記第１演算増幅器の反転入力端子（−）及び出力端子は，上記抵抗Ｒ_３及びキャパシタＣ_２と個別的に並列接続される。また，第１演算増幅器の非反転入力端子（＋）は，上記共通電源電極に接続される。

ここで，上記負帰還部２３１は，利得の感度，非線形歪み及び雑音を低減し，入力及び出力インピーダンスを制御し，帯域幅を増加させる。

また，上記第１演算増幅器の非反転入力端子（＋）は，上記反転入力端子（−）と仮想短絡回路関係が成立するので，上記非反転入力端子（＋）は，上記共通電源電極から印加される共通電源電圧Ｖ_ｃｏｍを上記反転入力端子（−）に伝達する。また，上記抵抗Ｒ_３及びキャパシタＣ_２は，上記反転入力端子（−）から印加される共通電源電圧Ｖ_ｃｏｍを受信する。すなわち，上記第１演算増幅器の出力端子は，上記共通電源電圧Ｖ_ｃｏｍ，抵抗Ｒ_３またはキャパシタＣ_２に影響され，電流Ｉ_１及び位相が逆相された第１リップル電圧Ｖ_ｉｎ１を発生させる。

ここで，上記抵抗Ｒ_３及びキャパシタＣ_２は，互いに並列接続関係にあるので，次の数式１で表した通り，インピーダンスＺ_１２３２に単純化させることができる。

したがって，上記第１リップル電圧Ｖ_ｉｎ１は，次の数式２で表現される。

次に，上記負帰還部２３１に接続されるバッファ部２３４は，第２演算増幅器である緩衝増幅器から形成される。

一般に，上記緩衝増幅器は，所定の信号レベルを合せるための局地的な目的の増幅器を意味する。元来の意味は，回路と回路端間の不協音を防止するための用途に使われるが，各回路が接続され，各回路が相互に自分の性能を十分に発揮するための目的に用いられる。

つまり，次の端の回路で適切な入力信号を受信されず，誤動作するのを防ぐために，該当端の前または後に追加的に付加される緩衝作用の増幅器を言う。例えば，受動混合器（Passive Mixer）が使われる場合，変換損失（conversion loss）に起因して出力端の電力レベルが低い場合が多い。上記電力レベルが一定のレベルになるためには，上記緩衝増幅器は，入力端あるいは出力端に付加される。すなわち，ＶＣＯ（Voltage
Controlled Oscillator）やオシレータ（Oscillator）の場合，発振周波数の電力に満足しない時，上記緩衝増幅器は，その値を上げるための単純な目的のために上記出力端に使われることもある。すなわち，上記緩衝増幅器は，信号レベルが低くなった場合，上記信号レベルを上げるための目的に使われる増幅器を指し，主要回路の性能可否によって緩衝増幅器の使用有無を決定する。一般に，上記緩衝増幅器の設計仕様は，雑音を可能な限り抑制させ，所望の利得を得ることができる程度に設定される。

これにより，バッファ部２３４は，第１リップル電圧Ｖ_ｉｎ１をそのまま伝送し，次の数式３に示したに第２リップル電圧Ｖ_ｉｎ２を出力する。

次に，上記ローパスフィルタ部２３５は，上記バッファ部２３４を介して伝達される抵抗Ｒ_{ｓｅｎｓｅ}（第４抵抗）を経て上記第２リップル電圧Ｖ_ｉｎ２を受信し，上記第２リップル電圧Ｖ_ｉｎ２の高周波成分を相殺したりフィルタリングして，補償分電圧を生成する。また，上記ローパスフィルタ部２３５は，共通基板から生成される第３リップル電圧をフィードバックさせ，インピーダンスＺ_１２３２，インピーダンスＺ_２２３３を経て上記負帰還部２３１に伝達する。

一般に，上記ローパスフィルタ部２３５は，抵抗ＲとキャパシタＣの成分よりなり，上記抵抗ＲとキャパシタＣを信号源に直列接続し，上記キャパシタＣの両端から出力を取り出す方法で使われる。この場合の出力信号／入力信号の伝達関数は，１／（１＋ｊｗＲＣ）となり，ここで，ｊは，ルート（−１）の複素数を示す記号であり，ｗは，［ラジアン／秒］で表す周波数である。この伝達関数の大きさがフィルタの利得に該当し，次の数式４により求める。

上記数式４から明らかなように，周波数ｗが増加するに従って分母がだんだん大きくなり，利得が減少する。

一方，直流信号については，ｗが０なので，利得は１となることが分かる。すなわち，低周波成分に対しては，１に近い利得を示すが，高周波成分に対しては，周波数が高くなるほど急激に利得が減殺する性質を示す。このような特性をローパス（ｌｏｗ−ｐａｓｓ）特性という。上記ローパスフィルタ部２３５で所定の周波数まではほぼ通過させ，所定の周波数からフィルタリングすることは，上記抵抗Ｒ，キャパシタＣの値を調節して決定される。また，上記ローパスフィルタ部２３５からフィルタリングされた高周波成分は，上記抵抗Ｒで消耗される。

したがって，上記ローパスフィルタ部２３５は，抵抗Ｒ_ｃ（第５抵抗）及びキャパシタＣ_ｋ（第３キャパシタ）から構成され，上記抵抗Ｒ_ｃは，所定の必要電圧Ｖ_ｓを受信するために，必要電極に接続され，上記キャパシタＣ_ｋは，上記Ｒ_ｃ及びＲ_{ｓｅｎｓｅ}と並列接続される。上記Ｒ_{ｓｅｎｓｅ}は，上記バッファ部２３４の出力端子と直列接続される。また，上記共通基板の共通電極は，上記ローパスフィルタ部２３５に接続され，補償分電圧Ｖ_ｏｕｔを生成させる。

ここで，上記ローパスフィルタ部２３５による出力信号／入力信号の伝達関数であるインピダンスＺ_３は，次の数式５で表された通りである。

また，上記数式５を適用して，上記ローパスフィルタ部２３５は，上記負帰還部２３１の出力端子から伝達される第２リップル電圧Ｖ_ｉｎ２を受信し，抵抗Ｒ_{ｓｅｎｓｅ}を経て上記高周波成分を除去させた補償分電圧Ｖ_ｏｕｔを生成させる。また，上記補償分電圧Ｖ_ｏｕｔは，上記ローパスフィルタ部２３５を経てさらに負帰還部２３１にフィードバックされるが，上記負帰還部２３１にフィードバックされる電流Ｉ_３は，数式６で表された通りである。

また，上記帰還回路部２３０は，ローパスフィルタ部２３５から負帰還部２３１にフィードバックされる回路構成によって，上記電流Ｉ_１及びＩ_３は，等価が成立し，上記負帰還部２３１とローパスフィルタ部２３５との間に抵抗Ｒ_１，Ｒ_２及びキャパシタＣ_１が設計される。

すなわち，互いに直列接続した上記抵抗Ｒ_２及びキャパシタＣ_１は，上記抵抗Ｒ_１と並列接続され，インピーダンスＺ_２２３３（第２インピーダンス）を形成する。上記抵抗Ｒ_１（第１抵抗）は，上記負帰還部２３１とローパスフィルタ部２３５との間に直列接続され，上記抵抗Ｒ_２（第２抵抗）は，上記ローパスフィルタ部２３５と直列接続され，キャパシタＣ_１（第１キャパシタ）は，上記負帰還部２３１と直列接続される。

ここで，上記数式７は，インピーダンスＺ_２２３３を表す数学式である。

したがって，上記帰還回路部２３０は，ローパスフィルタ部２３５から負帰還部２３１にフィードバックされる構成により，上記インピーダンスＺ_２２３３を経て流れる電流Ｉ_２は，次の数式８で表した通りである。

また，上記電流Ｉ_２は，上記電流Ｉ_１と同じ値を有するようになり，同様に，上記電流Ｉ_３と同じ値を有するようになり，上記ローパスフィルタ部２３５から負帰還部２３１にフィードバックされる第３リップル電圧は，上記第１リップル電圧と同一値を有する。

すなわち，上記第１リップル電圧Ｖ_ｉｎ１は，上記数式２から得られた電流Ｉ_１と，上記数式８から得られた電流Ｉ_２を等価にすることで，次の数式９のように表現される。

すなわち，

上記数式２及び数式６は，等価原則が成立し，次の数式１０のように表現される上記補償分電圧Ｖ_ｏｕｔが求められる。

すなわち，

最終的に，上記補償分電圧Ｖ_ｏｕｔは，上記数式９を数式１０に代入して，数式１１で表したように求めることができる。

すなわち，数式１１に基づく上記補償分電圧Ｖ_ｏｕｔは，上記共通基板の共通電極から発生する第１リップル電圧を補償するために上記帰還回路部２３０で生成された最終電圧値である。また，上記補償分電圧Ｖ_ｏｕｔは，上記歪み成分である第１リップル電圧を補償し，不要な高周波成分を除去して，上記液晶ディスプレイパネルの液晶が円滑に発光するようにする。

本発明の一実施形態による上記補償分電圧Ｖ_ｏｕｔは，上記帰還回路部２３０に備えられる抵抗Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_{ｓｅｎｓｅ}，Ｒ_ｃ，キャパシタＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_ｋまたは共通電源電圧Ｖ_ｃｏｍのパラメーターをそのまま有するので，当業者は，上記リップル電圧を補償するための補償分電圧Ｖ_ｏｕｔを效果的に調整及び制御することができる。

なお，上記第１リップル電圧，第２リップル電圧及び第３リップル電圧を総称して，リップル電圧と命名する。第１リップル電圧，第２リップル電圧及び第３リップル電圧からなるリップル電圧は，歪み成分の１つである。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，帰還回路部を備えることによって，共通基板の共通電極から発生するリップル電圧を補償し，暗点または点滅画素の発生を抑止する液晶表示装置に適用可能である。

従来技術による液晶表示装置を概略的に示す構成図である。 本発明の一実施形態による帰還回路部を備えた液晶表示装置を概略的に示す構成図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置に備えられる帰還回路部を示す回路図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置に備えられる帰還回路部を示す回路図である。

符号の説明

２００ 共通電源
２１０ バックライト駆動部
２２０ バックライトユニット
２３０ 帰還回路部
２３１ 負帰還部
２３２ インピーダンスＺ_１
２３３ インピーダンスＺ_２
２３４ バッファ部
２３５ ローパスフィルタ部
２４０ データ駆動部
２５０ スキャン駆動部
２６０ 液晶ディスプレイパネル
２６１ 共通基板

Claims (15)

1. 複数のデータ線及び複数の走査線が規則的に配列されるアレイ基板と，共通基板と，前記アレイ基板と前記共通基板との間に介在される液晶と，を含む液晶ディスプレイパネルと；
   前記液晶ディスプレイパネルの液晶が発光するように電源電圧を発生させ，共通電源電圧を生成する電源部と；
   前記共通基板の共通電極と前記電源部との間に接続される帰還回路部と；を備え、
   前記帰還回路部は，
   前記共通電極から発生する第３リップル電圧を受信するためのローパスフィルタ部と，
   前記ローパスフィルタ部によりフィルタリングされた第３リップル電圧を第１及び第２インピーダンスを経てフィードバックさせ、前記第３リップル電圧を逆相させた第１リップル電圧を生成する負帰還部と，
   前記負帰還部により生成された第１リップル電圧を入力し，緩衝作用により第２リップル電圧を生成するバッファ部とを含み、
   前記第１インピーダンスは、前記負帰還部の出力側と入力側との間に設けられ、
   前記第２インピーダンスは、前記ローパスフィルタ部と前記負帰還部との間に設けられることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１インピーダンスは，
   第３抵抗及び第２キャパシタが並列接続される交流回路網であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２インピーダンスは，
   直列接続される第１キャパシタ及び第２抵抗と，
   前記第１キャパシタ及び第２抵抗と並列接続される第１抵抗とを含む交流回路網であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の液晶表示装置。
4. 前記第１リップル電圧，第２リップル電圧及び第３リップル電圧は，歪み成分の１つであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記ローパスフィルタ部は，前記バッファ部の第３リップル電圧の高周波成分を除去させ，補償分電圧を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記負帰還部は，
   第１インピーダンスと直列接続される第１演算増幅器と，
   前記電源部から印加される共通電源電圧を受信する共通電源電極と含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記バッファ部は，
   前記負帰還部と直列接続される第２演算増幅器である緩衝増幅器と，
   前記緩衝増幅器と直列接続される第４抵抗とを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記ローパスフィルタ部は，
   前記バッファ部の第４抵抗と直列接続される第５抵抗と，
   前記第５抵抗と直列接続され，必要電圧が供給される必要電極と，
   前記第５抵抗と直列接続される共通基板の共通電極と，
   前記第５抵抗と並列接続される第３キャパシタとを含むことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記必要電圧は，電源部から印加されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記補償分電圧は，前記第１抵抗，第２抵抗，第３抵抗，第４抵抗，第５抵抗，第１キャパシタ，第２キャパシタ，第３キャパシタまたは共通電源電圧を調整することにより，変更及び制御が可能な電圧値であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
11. 前記共通電極は，接地電極であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記液晶には，温度転移型（thermotropic LC）または有機溶媒混合型（lyotropic LC）が用いられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 複数のデータ線及び複数の走査線が規則的に配列されるアレイ基板と，共通基板と，前記アレイ基板と前記共通基板との間に介在される液晶と，を含む液晶ディスプレイパネルと；
    前記液晶ディスプレイパネルの液晶が発光するように電源電圧を発生させ，共通電源電圧を生成する共通電源と；
    前記共通基板の共通電極から発生する第３リップル電圧を受信するためのローパスフィルタ部と，前記第３リップル電圧を第１及び第２インピーダンスを経てフィードバックさせ，フィードバックされた第３リップル電圧を逆相させた第１リップル電圧を生成する負帰還部と，前記第１リップル電圧を受信し，緩衝作用により第２リップル電圧を生成するバッファ部とを含み，前記共通電源が受信される帰還回路部と；を備え、
    前記第１インピーダンスは、前記負帰還部の出力側と入力側との間に設けられ、
    前記第２インピーダンスは、前記ローパスフィルタ部と前記負帰還部との間に設けられることを特徴とする液晶表示装置。
14. 前記第１リップル電圧，第２リップル電圧及び第３リップル電圧は，歪み成分の１つであることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
15. 前記液晶は，温度転移型（thermotropic LC）または有機溶媒混合型（lyotropic LC）が用いられることを特徴とする請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の液晶表示装置。

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