JP2019124848A - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構成を複雑化することなく駆動ＴＦＴの負荷のばらつきを補正する。【解決手段】本発明の一態様である画像表示装置は、自発光表示素子と前記自発光表示素子の駆動トランジスタとを含む画素を複数有する発光部と、複数の前記画素が発光した光を透過させる開状態または非透過とする閉状態で動作する開閉部と、前記開閉部を開状態に制御するとともに映像信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御するか、または、前記開閉部を閉状態に制御するとともに前記映像信号に基づく発光の際に生じる複数の前記画素間の負荷のばらつきを前記画素毎に補正する補正信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御する制御部とを備える。【選択図】図２３

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関する。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ；Organic Light Emitting Diode）等の自発光による表示デバイス（以下、自発光表示素子ともいう）を用いてディスプレイの各画素を構成する場合、各画素では画像出力時の発光量に応じた輝度劣化が生じる。そのため、出力画像によっては各画素間の輝度ムラによって表示品位の低下が発生する場合がある。この輝度ムラは、例えば電気的ストレスによる駆動ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）の特性変化や発光層材料の劣化によって、面内の輝度差が大きくなるために生じる。

特許文献１は、ＯＬＥＤディスプレイに含まれる各画素の電気的特性の変化を補償する装置を開示する。特許文献１に記載されている装置では、例えば電源オフの際、各駆動ＴＦＴの閾値電圧と各駆動ＴＦＴの平均閾値電圧が測定される。この測定では、電源線に発光時とは逆極性の電圧が印加され、自発光表示素子や駆動ＴＦＴが持つ寄生キャパシタ等に発光時とは逆方向の電流が通電される。そして、駆動ＴＦＴがオフしたときのゲート電圧をデータ線を介して読み出すことで駆動ＴＦＴの閾値電圧が測定される。さらに、特許文献１に記載されている装置では、測定した各閾値電圧と平均閾値電圧との比較結果に基づいて、電気的負荷の小さい駆動ＴＦＴへ電圧負荷が印加される。この構成によれば、各駆動ＴＦＴの閾値電圧の分布を狭くすることができるので、閾値電圧の調整値を単一化することができる。

特表２００９−５４３１２３号公報

特許文献１に記載されている装置では、電気的負荷が比較的小さい駆動ＴＦＴへ電圧負荷を印加する際に、各駆動ＴＦＴの平均閾値電圧を測定した後、次の処理が行われる。すなわち、各駆動ＴＦＴの閾値電圧の測定と、平均閾値電圧との比較と、比較結果に基づく負荷電圧の選択と、選択された負荷電圧の駆動ＴＦＴへの印加とが、行列状に配列された各画素の行毎に順次実行される。この場合、各駆動ＴＦＴの閾値電圧の測定が必要であるため、構成が複雑化するという課題が生じると考えられる。すなわち、特許文献１に記載されている技術では、構成を複雑化することなく、例えば任意の画像の表示中等、通常の画像表示状態において、電気的負荷の小さい駆動ＴＦＴへ電圧負荷を印加することができないという課題があった。

本発明の目的は、構成を複雑化することなく駆動ＴＦＴの負荷のばらつきを補正することができる画像表示装置および画像表示方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、自発光表示素子と前記自発光表示素子の駆動トランジスタとを含む画素を複数有する発光部と、複数の前記画素が発光した光を透過させる開状態または非透過とする閉状態で動作する開閉部と、前記開閉部を開状態に制御するとともに映像信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御するか、または、前記開閉部を閉状態に制御するとともに前記映像信号に基づく発光の際に生じる複数の前記画素間の負荷のばらつきを前記画素毎に補正する補正信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御する制御部とを備える画像表示装置である。

また、本発明の一態様は、自発光表示素子と前記自発光表示素子の駆動トランジスタとを含む画素を複数有する発光部と、複数の前記画素が発光した光を透過させる開状態または非透過とする閉状態で動作する開閉部とを用い、制御部によって、前記開閉部を開状態に制御するとともに映像信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御するか、または、前記開閉部を閉状態に制御するとともに前記映像信号に基づく発光の際に生じる複数の前記画素間の負荷のばらつきを前記画素毎に補正する補正信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御する画像表示方法である。

本発明によれば、構成を複雑化することなく駆動トランジスタの負荷のばらつきを補正することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示す映像表示部２の構成例を模式的に示す斜視図である。 図１に示す液晶パネル４とＯＬＥＤパネル５の構成例を示す模式図である。 図１に示す映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す液晶パネル４の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す画像表示装置１の動作例との比較例を説明するための模式図である。 図１に示す画像表示装置１の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶パネル４の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態の変形例に係る映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態の変形例に係る液晶パネル４の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態の他の変形例に係る映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態の他の変形例に係る液晶パネル４の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。 本発明の基本的実施形態に係る画像表示装置の構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置１は、映像表示部２と、制御部３を備える。

映像表示部２は、液晶パネル４と、ＯＬＥＤパネル５を備える。ＯＬＥＤパネル５は、自発光表示素子であるＯＬＥＤとＯＬＥＤの駆動トランジスタとを含む画素を複数有する。液晶パネル４は、液晶層を有し、液晶層に所定の電圧を印加することで、ＯＬＥＤパネル５の複数の画素が発光した光を透過させる開状態または非透過とする閉状態で切り替わって動作する。その際、液晶パネル４は、ＯＬＥＤパネル５の画素単位で開状態または閉状態で動作する。映像表示部２は、例えば図２に示すようにＯＬＥＤパネル５の発光方向前面に液晶パネル４が置かれるように液晶パネル４とＯＬＥＤパネル５を積層して構成される。図２は図１に示す映像表示部２の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、各図では、図２に示すように映像表示部２の表示面２１の面上の１方向をＸ方向、Ｘ方向と直交する１方向をＹ方向、および発光方向である表示面２１の垂直方向をＺ方向として各方向を示す。ここで、図３を参照して、液晶パネル４とＯＬＥＤパネル５の構成例について説明する。

図３は、図１に示す液晶パネル４とＯＬＥＤパネル５の構成例を示す模式図である。液晶パネル４は、複数（ｍ×ｎ個）の画素ＰＬｉｊ（ｉ＝１〜ｍの整数、ｊ＝１〜ｎの整数）と、ゲートライン駆動回路４１と、データライン駆動回路４２と、制御部４３を備える。複数の画素ＰＬｉｊは、Ｘ方向およびＹ方向に配列されている。各画素ＰＬｉｊは、駆動ＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）４４（以下、ＴＦＴ４４という）と、画素電極４５を備える。ＴＦＴ４４のゲートはゲートラインＧＬＬｉ（ｉ＝１〜ｍの整数）に接続され、ソースはデータラインＤＬＬｊ（ｊ＝１〜ｎの整数）に接続され、そして、ドレインは画素電極４５に接続されている。画素電極４５は、各画素ＰＬｉｊに共通の共通電極４６に液晶層を挟んで対向している。ＴＦＴ４４は、ゲートラインＧＬＬｉに所定の電圧が印加された場合にオンし、データラインＤＬＬｊと画素電極４５を接続し、データラインＤＬＬｊに印加された電圧で液晶容量ＣＬを充電する。なお、データラインＤＬＬｊの電圧は所定の期間毎に共通電極４６の電位を基準として正または負の極性に反転される。ゲートライン駆動回路４１は、制御部４３の制御の下、所定の時間毎に複数のゲートラインＧＬＬｉの電圧を順次変化させる。データライン駆動回路４２は、制御部４３の制御の下、所定の時間毎に複数のデータラインＤＬＬｊの電圧を順次変化させる。データライン駆動回路４２は、各画素ＰＬｉｊの透過率が最大（透過）または最小（非透過）となる電圧をデータラインＤＬＬｊから出力する。制御部４３は、図１に示す制御部３が出力したシャッター制御信号に基づき、データライン駆動回路４２に対して複数のデータラインＤＬＬｊの印加電圧（電圧および極性）を指示し、画素ＰＬｉｊ毎に透過または非透過の動作状態を制御する。

一方、ＯＬＥＤパネル５は、複数（ｍ×ｎ個）の画素ＰＥｉｊ（ｉ＝１〜ｍの整数、ｊ＝１〜ｎの整数）と、ゲートライン駆動回路５１と、データライン駆動回路５２と、制御部５３を備える。複数の画素ＰＥｉｊは、Ｘ方向およびＹ方向に配列されている。画素ＰＥｉｊは、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子ＥＬＤと駆動ＴＦＴであるＴＦＴ３と、選択ＴＦＴであるＴＦＴ２と、保持容量Ｃｓを含む。ＴＦＴ２のゲートはゲートラインＧＥＬｉ（ｉ＝１〜ｍの整数）に接続され、ドレインはデータラインＤＥＬｊ（ｊ＝１〜ｎの整数）に接続されている。ＴＦＴ３のドレインはＥＬ素子ＥＬＤのアノード電極に接続され、ソースは電源ラインＶｃｃに接続されている。ＴＦＴ３のゲートはＴＦＴ２を介してデータ線ＤＥＬｊに接続されている。また、保持容量Ｃｓは、ＴＦＴ３のゲートに対してＴＦＴ２を介してデータ線ＤＥＬｉから印加された電圧を保持する。ＥＬ素子ＥＬＤのカソード電極は電源ラインＶｃａｔｈに接続されている。ＴＦＴ３のオン時にＥＬ素子ＥＬＤへ駆動電位（Ｖｃｃ−Ｖｃａｔｈ）が印加され、ＥＬ素子ＥＬＤに注入される電子とホールの再結合によってＥＬ層が発光する。ゲートライン駆動回路５１は、制御部５３の制御の下、所定の時間毎に複数のゲートラインＧＥＬｉの電圧を順次変化させる。制御部５３は、図１に示す制御部３が出力した映像信号または補正信号に基づき、画素ＰＥｉｊ毎に輝度（印加電圧）を制御する。

なお、液晶パネル４の各画素ＰＬｉｊと、ＯＬＥＤパネル５の各画素ＰＥｉｊは、ＸＹ座標が画素毎に同一となるように配置されている。すなわち、画素ＰＬｉｊと画素ＰＥｉｊは、１つの画素ＰＸｉｊを構成し、画素ＰＥｉｊによって発光の輝度が制御され、画素ＰＬｉｊによって画素ＰＥｉｊが発光した光の透過または非透過（表示または非表示）が制御される。なお、以下では、画素ＰＬｉｊの透過状態を画素ＰＸｉｊの透過状態ともいい、画素ＰＥｉｊの発光状態を画素ＰＸｉｊの発光状態ともいう。また、表示状態は、発光状態と透過状態を含むものとする。

一方、図１に示す制御部３は、信号出力部６と、信号変換部７を備える。

信号変換部７は、計算部８と、メモリ９を備える。メモリ９は、例えばフレームメモリであり、入力された１または複数フレーム分の映像信号を記憶する。計算部８は、メモリ９に記憶されている１または複数フレーム分の映像信号に基づいて補正信号を生成する。補正信号は、映像信号の表示の際に生じる複数のＴＦＴ３（駆動トランジスタ）間の負荷のばらつきを１または複数のフレーム単位で、かつ、画素ＰＥｉｊ毎に補正するための信号である。映像信号は、複数の画素ＰＥｉｊによって表示する画像を表す信号であり、例えば各画素ＰＥｉｊの輝度を表す信号である。本実施形態において各画素ＰＥｉｊの輝度は、各画素ＰＥｉｊの各ＴＦＴ３のゲート電圧を変化させることで制御することができる。したがって、映像信号に応じて各ＴＦＴ３のゲートに印加される電圧が変化する。

上述した負荷のばらつきとは、複数のＴＦＴ３に印加される電気的負荷の統計的ばらつきであり、例えば複数のＴＦＴ３の各ゲートに印加される各電圧値の範囲に対応する。映像信号の表示の際に生じる複数のＴＦＴ３間の負荷のばらつきとは、映像信号に基づいて複数の画素ＰＥｉｊが例えば１フレームの画像を表示する場合、当該フレームにおける各画素ＰＥｉｊが有する各ＴＦＴ３のゲートに印加される電圧の範囲に対応する。

また、負荷のばらつきを１または複数のフレーム単位で、かつ、画素ＰＥｉｊ毎に補正するための補正信号とは、映像信号を表示する際に各ＴＦＴ３に印加された電気的負荷の範囲を狭くするために、各ＴＦＴ３の各ゲートに対して印加される電圧（負荷電圧）を画素ＰＥｉｊ毎に指示する信号である。例えば、映像信号を表示する際に、あるフレームで、あるＴＦＴ３に高いゲート電圧が印加され、あるＴＦＴ３に低いゲート電圧が印加されたとする。この場合、補正信号は、例えば、高いゲート電圧が印加されたＴＦＴ３に対して次のフレームで低いゲート電圧の印加を指示するとともに、低いゲート電圧が印加されたＴＦＴ３に対して次のフレームで高いゲート電圧の印加を指示する信号である。なお、複数のフレーム単位で負荷のばらつきを補正する場合には、次のように補正信号を生成することができる。すなわち、例えば、複数のフレームで映像信号の表示によって累積された負荷と、補正信号に基づいて１または複数のフレームで印加される負荷の合計値とが各画素ＰＥｉｊ間で等しくなるように補正信号を生成することができる。

計算部８は、例えば、映像信号が表す各画素の各輝度値を画素毎に階調反転することで補正信号を生成することができる。あるいは、計算部８は、映像信号に基づいて各ＴＦＴ３の各ゲートに印加される各電圧値に応じて補正信号を生成することができる。

信号出力部６は、信号変換部７へ入力された映像信号と、計算部８から出力された補正信号とを入力する。信号出力部６は、例えば、現在のフレームの映像信号と、前回等の過去のフレームの映像信号に基づいて生成された補正信号とを、時分割で合成し、合成した信号を映像表示部２に対して出力する。また、信号出力部６は、映像信号と補正信号との合成信号に同期させてシャッター制御信号を映像表示部２に対して出力する。シャッター制御信号は、液晶パネル４の透過または非透過の動作状態および各画素ＰＬｉｊに印加される電圧の極性を制御するための信号である。

次に、図４を参照して信号変換部７における補正信号の生成例について説明する。図４は、図１に示す映像表示部２の動作例を説明するための模式図である。例えば、信号変換部７は、補正信号を、前フレーム期間の映像信号をメモリ９に記録し、メモリ９に記録した画素データを元に計算部８が所定の変換処理を実行することで生成する。変換処理の一例は、階調反転処理である。この場合、計算部８は、映像信号の輝度データを直接変換することで補正信号を生成する。図４に示すように、変換式の一例は次の通りである。すなわち、映像信号のＲＧＢ値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒ，ｇ，ｂ）とした場合（ここで、ｒ、ｇ、ｂは０から２５５の整数）、補正信号のＲＧＢ値（Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃ）＝（２５５−ｒ，２５５−ｇ，２５５−ｂ）で求めることができる。図５は、映像信号と補正信号の一例を示す模式図である。図５に示す例は、奇数（２Ｎ−１（Ｎは整数））フレームの出力画像２１ａに基づいて偶数（２Ｎ）フレームの補正画像２１ｂを階調反転によって作成した例である。例えば画像２１ｃの階調値が最大であり、画像２１ｅの階調値が最小である。また、画像２１ｄと画像２１ｆの階調値はおおむね中間値である。

次に、図６〜図９を参照して、図１に示す画像表示装置１および図３に示す映像表示部２の動作例について説明する。図６および図７は、映像表示部２の表示状態を模式的に示す側断面図である。図６は奇数（２Ｎ−１）フレームの表示状態を示し、図７は偶数（２Ｎ）フレームの表示状態を示す。本動作例（第１の実施形態の動作例とする）では、奇数フレームでは図６に示すように液晶パネル４の各画素ＰＬｉｊが全て透過状態に制御されるとともに、ＯＬＥＤパネル５の各画素ＰＥｉｊは全て映像信号に基づいて発光状態が制御される。すなわち、各画素ＰＥｉｊは映像信号に基づく光Ｌｉｊを発光する。一方、偶数フレームでは図７に示すように液晶パネル４の各画素ＰＬｉｊが全て非透過状態に制御されるとともに、ＯＬＥＤパネル５の各画素ＰＥｉｊは全て補正信号に基づいて発光状態が制御される。すなわち、各画素ＰＥｉｊは補正信号に基づく光Ｌｉｊを発光する。

図８は、図３に示す映像表示部２の画素ＰＸｉｊを１６個の画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４として模式化して示した図であり、矢印ＡＲ１の左が第１の実施形態の動作例における２Ｎ−１（奇数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示し、矢印ＡＲ１の右が第１の実施形態の動作例における２Ｎ（偶数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示す。「Ｒ」と記された画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４が映像信号に基づいて発光している状態である。また、「Ｃ」と記された画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４が補正信号に基づいて発光している状態である。また、破線のブロックＳＬ１内の画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４は透過状態に制御され、鎖線のブロックＳＬ２内の画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４は非透過状態に制御されている。

図９は、図３に示す液晶パネル４の画素ＰＬｉｊを１６個の画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４として模式化して示した図であり、矢印ＡＲ２の左が２Ｎ−１（奇数）フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示し、矢印ＡＲ２の右が２Ｎ（偶数）フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示す。「＋」と記された画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４が正極性の電圧が印加されている状態である。また、「−」と記された画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４が負極性の電圧が印加されている状態である。図８に示す例では、隣り合う画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４間の極性を反転させるとともに、奇数フレームと偶数フレームで各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４の極性を反転させている。図８に示す例では、２Ｎ−１（奇数）フレームでは、画素ＰＬ１１、３１、２２、４２、１３、３３、２４および４４が正極性であり、また、画素ＰＬ２１、４１、１２、３２、２３、４３、１４および３４が負極性である。また、２Ｎ（偶数）フレームでは、画素ＰＬ１１、３１、２２、４２、１３、３３、２４および４４が負極性であり、また、画素ＰＬ２１、４１、１２、３２、２３、４３、１４および３４が正極性である。

第１の実施形態の動作例では、画像表示装置１が、２Ｎ−１フレームのとき、映像信号Ｒを表示出力し、液晶パネル４を透過状態にして表示画像を表示する。一方、２Ｎフレームのとき、画像表示装置１は、補正信号Ｃを表示出力し、液晶パネル４を非透過状態にして補正画像を非表示とする。この動作例では、全画面で補正期間を液晶パネル４をシャッターとして非表示化することにより、疑似インパルス駆動となり、動画品質を向上することができる。

また、第１の実施形態の動作例では、連続するフレーム期間で映像信号と補正信号を交互に表示出力し、駆動時のストレスによる画面全体の輝度劣化ばらつき（ＥＬ材料の発光効率、ＴＦＴ特性変化のばらつき）を小さくすることができる。これにより長期間に渡って使用する場合であっても輝度ムラや焼付きのない優れた表示品位を維持することができる。とくに、静止画像を表示した場合の表示品位低下を大きく抑制することができる。

また、第１の実施形態の動作例では、補正信号を印加している画素は非表示状態に見えるため、使用者に違和感を与えることなく、正常な表示環境のままで補正処理を実行することができる。

また、第１の実施形態の動作例では、上述したように、使用者には、非表示状態の期間を設けることにより疑似インパルス駆動となり、動画ボヤケを低減する効果を得ることができ、動画応答性能を向上することができる。

ここで、図１０〜図１２を参照して本実施形態の効果について説明する。図１０は、説明で用いる映像表示部２における表示パターンの一例を示す模式図である。図９に示す表示面２１上の表示領域は、明るい表示領域Ａ１と、暗い表示領域Ａ２とを含んでいる。この場合、明るい表示領域Ａ１に対応する画素ＰＸｉｊの駆動ＴＦＴ（ＴＦＴ３）の劣化が早く、暗い表示領域Ａ２に対応する画素ＰＸｉｊの駆動ＴＦＴ（ＴＦＴ３）の劣化が遅い。図１１および図１２は横軸を時間ｔとし、縦軸を輝度レベルＬｖとして、表示領域Ａ１と表示領域Ａ２の輝度変化を模式的に示した図である。図１１は補正信号による画像表示を行わない場合を示し、図１２は本実施形態によって補正信号による画像表示を行った場合を示す。図１１に示すように、補正信号による画像表示を行わない場合、表示領域Ａ１の輝度変化と表示領域Ａ２の輝度変化が異なる特性となる。この場合、輝度レベルＬｖが初期レベル１００の半分の５０に低下するまでの時間Ｔ０（輝度半減による通常の製品寿命）に対し、時間Ｔ０より短い時間Ｔ１で表示領域Ａ１の輝度と表示領域Ａ２の輝度の差が大きくなり、表示ムラが大きくなる。一方、図１２に示すように、本実施形態による補正信号による画像表示を行った場合、表示領域Ａ１の輝度変化と表示領域Ａ２の輝度変化が同様な特性となる。この場合、時間Ｔ０（輝度半減による通常の製品寿命）までの間、表示領域Ａ１の輝度と表示領域Ａ２の輝度の差が小さく維持され、表示ムラが大きくなることはない。

本実施形態によれば、相互に隣接するフレーム期間で映像信号と補正信号に基づく電圧を駆動ＴＦＴ（ＴＦＴ３）のゲートに印加することにより画面全体の輝度劣化ばらつき（ＴＦＴ閾値分布の範囲）を小さくすることができる。これにより長期間使用する場合であっても輝度ムラや焼付きのない優れた表示品位を維持することができる。とくに、静止画像を表示した場合の表示品位低下を抑制することができる。

なお、本実施形態では、補正信号を映像信号に基づいて生成するため、各駆動ＴＦＴの閾値電圧の測定が不要であり、したがって、構成を複雑化することなく駆動ＴＦＴの負荷のばらつきを補正することができる。

また、本実施形態は次の態様を有している。すなわち、自発光表示素子とその前面に設けた透過・非透過切替えシャッター素子から構成される表示パネルにおいて、奇数フレーム（２Ｎ−１）で出力した画像に対して、偶数フレーム（２Ｎ）では、補正画像を表示するとともにシャッターを閉じている。補正画像は、前フレーム時の出力画像を元に生成された補正信号を表示出力した画像である。このように、補正画像を表示する負荷によって自発光表示領域の輝度分布は均一化される。

なお、上記の構成および動作については、例えば次のように変形することができる。

例えば、連続するフレームで交互に映像信号と補正信号を供給することに限定されず、数フレーム分の映像信号から補正信号を算出してもよい。

また、メモリ９は、フレームメモリに限定されず、ラインメモリで処理してもよい。ラインメモリで処理することにより補正信号を算出する計算時間を短縮できる。ラインメモリは１ラインに限定されず、数ライン分を処理してもよい。

また、補正信号の算出は、階調反転による生成に限定されず、各駆動ＴＦＴに供給する電圧値、発光材料に印加する電流値から補正量を算出してもよい。この場合、ＲＧＢ画素からなるピクセルだけでなく、ＲＧＢＷ画素からなるピクセル制御にも適用できる。

また、映像信号の種類（動画／静止画）に応じて、補正信号を適用する場合のフレーム周波数ｆ１と、補正信号を適用しない場合の周波数ｆ２を変更してもよい。一例としては、ｆ１＝２×ｆ２とし、補正信号非適用：６０Ｈｚ、補正信号適用：１２０Ｈｚとしてもよい。この場合、補正信号適用時は補正期間の影響でフレーム周波数が大きく見えるため、周波数を調整することで補正信号適用／非適用の差が目立たず自然に見える。

また、透過・非透過切替えシャッター素子は、高速にＯＮ／ＯＦＦできることが好ましく、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems；微小電気機械システム）シャッター素子を適用しても良い。

液晶パネル４は、アクティブ制御に限定されず、パッシブ制御でもよい。また、パネル全面を一度にＯＮまたはＯＦＦさせる電極を有する構成としてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較し、図１〜図３に示す画像表示装置１および映像表示部２の構成は同一であるが、映像表示部２の動作が異なる。第２の実施形態では、１つのフレーム内で映像表示画素と補正表示画素を混在させている。また、映像表示画素と補正表示画素は、連続するフレーム毎に反転制御される。また、液晶パネル４の極性反転駆動と透過・非透過のパターンが直交している。また、極性反転周期は２フレーム毎である。この動作によれば、フリッカ感が減少し、表示品位を向上することができる。また、極性反転駆動と透過・非透過パターンの干渉を避けて表示品位を向上できる。また、１つの画素に対して駆動極性の偏りを防止し、液晶パネル４の信頼性を向上できる。

図１３〜図１６を参照して、第２の実施形態における図３に示す映像表示部２の動作例について説明する。図１３および図１４は、映像表示部２の表示状態を模式的に示す側断面図である。図１３は奇数（２Ｎ−１）フレームの表示状態を示し、図１４は偶数（２Ｎ）フレームの表示状態を示す。図１３に示すように、奇数（２Ｎ−１）フレームでは、例えば隣り合う画素ＰＸ１１と画素ＰＸ１２について、画素ＰＸ１１が映像信号に基づく光Ｌ１１を発光するとともに透過状態に制御され、画素ＰＸ１２が補正信号に基づく光Ｌ１２を発光するとともに非透過状態に制御される。また、図１４に示すように、偶数（２Ｎ）フレームでは、画素ＰＸ１１が補正信号に基づく光Ｌ１１を発光するとともに非透過状態に制御され、画素ＰＸ１２が映像信号に基づく光Ｌ１２を発光するとともに透過状態に制御される。

図１５は、図３に示す映像表示部２の画素ＰＸｉｊを１６個の画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４として模式化して示した図であり、矢印ＡＲ３の左が２Ｎ−１（奇数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示し、矢印ＡＲ３の右が２Ｎ（偶数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示す。図１５に示す例では、２Ｎ−１（奇数）フレームで、画素ＰＸ１１、２１、３１および４１と画素ＰＸ１３、２３、３３および４３が映像信号に基づいて発光し、画素ＰＸ１２、２２、３２および４２と画素ＰＸ１４、２４、３４および４４が補正信号に基づいて発光する。また、２Ｎ（偶数）フレームで、画素ＰＸ１１、２１、３１および４１と画素ＰＸ１３、２３、３３および４３が補正信号に基づいて発光し、画素ＰＸ１２、２２、３２および４２と画素ＰＸ１４、２４、３４および４４が映像信号に基づいて発光する。

また、２Ｎ−１（奇数）フレームでは、破線のブロックＳＬ１内の画素ＰＸ１１、２１、３１および４１とＰＸ１３、２３、３３および４３が透過状態に制御され、鎖線のブロックＳＬ２内の画素ＰＸ１２、２２、３２および４２とＰＸ１４、２４、３４および４４が非透過状態に制御される。また、２Ｎ（偶数）フレームでは、鎖線のブロックＳＬ２内の画素ＰＸ１１、２１、３１および４１と画素ＰＸ１３、２３、３３および４３が非透過状態に制御され、破線のブロックＳＬ１内の画素ＰＸ１２、２２、３２および４２と画素ＰＸ１４、２４、３４および４４が透過状態に制御される。

図１６は、図３に示す液晶パネル４の画素ＰＬｉｊを１６個の画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４として模式化して示した図である。矢印ＡＲ４の左が４Ｎ−３フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示し、矢印ＡＲ４の右が４Ｎ−２フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示す。また、矢印ＡＲ５の先でかつ矢印ＡＲ６の左が４Ｎ−１フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示し、矢印ＡＲ６の右が４Ｎフレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示す。４Ｎ−３フレームと４Ｎ−２フレームの極性の配列は同一である。また、４Ｎ−１フレームと４Ｎフレームの極性の配列は同一である。４Ｎ−３フレームと４Ｎ−２フレームの２フレームが図１５に示す２Ｎ−１フレームと２Ｎフレームに対応し、４Ｎ−１フレームと４Ｎフレームの２フレームが図１５に示す２Ｎ−１フレームと２Ｎフレームに対応する。４Ｎ−３フレームと４Ｎ−２フレームにおいて、画素ＰＬ１１、１２、１３および１４と画素ＰＬ３１、３２、３３および３４が負極性であり、画素ＰＬ２１、２２、２３および２４と画素ＰＬ４１、４２、４３および４４が正極性である。４Ｎ−１フレームと４Ｎフレームにおいて、画素ＰＬ１１、１２、１３および１４と画素ＰＬ３１、３２、３３および３４が正極性であり、画素ＰＬ２１、２２、２３および２４と画素ＰＬ４１、４２、４３および４４が負極性である。

次に、図１７および図１８を参照して、図１３〜図１６を参照して説明した第２の実施形態における図３に示す映像表示部２の動作例の変形例について説明する。液晶パネル４の透過・非透過のパターン周期（空間的）とそのフレーム周期（時間的）、液晶パネル４の極性反転制御のパターン周期とそのフレーム周期（時間的）は、各々の関係が一致しないことが好ましい。この変形例では、空間的、時間的に平均化した場合に駆動制御による電荷の偏りを低減できるため信頼性を向上することができる。

なお、映像信号に基づく発光と補正信号に基づく発光とは列状（Ｙ方向に１列に並んだ状態）に限らず、行状（Ｘ方向に１列に並んだ状態）に配列することができ、また、印加電圧の極性は、行状に限らず、列状に配列することができる。

図１７は、図３に示す映像表示部２の画素ＰＸｉｊを１６個の画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４として模式化して示した図であり、矢印ＡＲ７の左が２Ｎ−１（奇数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示し、矢印ＡＲ７の右が２Ｎ（偶数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示す。図１７に示す例では、２Ｎ−１（奇数）フレームで、画素ＰＸ１１、１２、１３および１４と画素ＰＸ３１、３２、３３および３４が映像信号に基づいて発光し、画素ＰＸ２１、２２、２３および２４と画素ＰＸ４１、４２、４３および４４が補正信号に基づいて発光する。また、２Ｎ（偶数）フレームで、画素ＰＸ１１、１２、１３および１４と画素ＰＸ３１、３２、３３および３４が補正信号に基づいて発光し、画素ＰＸ２１、２２、２３および２４と画素ＰＸ４１、４２、４３および４４が映像信号に基づいて発光する。

また、２Ｎ−１（奇数）フレームでは、破線のブロックＳＬ１内の画素ＰＸ１１、１２、１３および１４と画素ＰＸ３１、３２、３３および３４が透過状態に制御され、鎖線のブロックＳＬ２内の画素ＰＸ２１、２２、２３および２４と画素ＰＸ４１、４２、４３および４４が非透過状態に制御される。また、２Ｎ（偶数）フレームでは、鎖線のブロックＳＬ２内の画素ＰＸ１１、１２、１３および１４と画素ＰＸ３１、３２、３３および３４が非透過状態に制御され、破線のブロックＳＬ１内の画素ＰＸ２１、２２、２３および２４と画素ＰＸ４１、４２、４３および４４が透過状態に制御される。

図１８は、図３に示す液晶パネル４の画素ＰＬｉｊを１６個の画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４として模式化して示した図である。矢印ＡＲ８の左が２Ｎ−１（奇数）フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示し、矢印ＡＲ８の右が２Ｎ（偶数）フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示す。２Ｎ−１フレームにおいて、画素ＰＬ１１、２１、１２、４２、３３、４３、２４および３４が正極性であり、画素ＰＬ３１、４１、２２、３２、１３、２３、１４および４４が負極性である。また、２Ｎフレームにおいて、画素ＰＬ１１、２１、１２、４２、３３、４３、２４および３４が負極性であり、画素ＰＬ３１、４１、２２、３２、１３、２３、１４および４４が正極性である。

次に、図１９および図２０を参照して、図１３〜図１６を参照して説明した第２の実施形態における図３に示す映像表示部２の動作例の他の変形例について説明する。この変形例でも、液晶パネル４の透過・非透過のパターン周期（空間的）とそのフレーム周期（時間的）、液晶パネル４の極性反転制御のパターン周期とそのフレーム周期（時間的）の各々の関係を不一致としている。したがって、この変形例でも、空間的、時間的に平均化した場合に駆動制御による電荷の偏りを低減できるため信頼性を向上することができる。

図１９は、図３に示す映像表示部２の画素ＰＸｉｊを１６個の画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４として模式化して示した図であり、矢印ＡＲ９の左が２Ｎ−１（奇数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示し、矢印ＡＲ９の右が２Ｎ（偶数）フレームの各画素ＰＸ１１〜ＰＸ４４の表示状態を示す。図１９に示す例では、２Ｎ−１（奇数）フレームで、画素ＰＸ１１、３１、２２、４２、１３、３３、２４および４４が映像信号に基づいて発光し、画素ＰＸ２１、４１、１２、３２、２３、４３、１４および３４が補正信号に基づいて発光する。また、２Ｎ（偶数）フレームで、画素ＰＸ１１、３１、２２、４２、１３、３３、２４および４４が補正信号に基づいて発光し、画素ＰＸ２１、４１、１２、３２、２３、４３、１４および３４が映像信号に基づいて発光する。

また、２Ｎ−１（奇数）フレームでは、破線のブロックＳＬ１内の画素ＰＸ１１、３１、２２、４２、１３、３３、２４および４４が透過状態に制御され、鎖線のブロックＳＬ２内の画素ＰＸ２１、４１、１２、３２、２３、４３、１４および３４が非透過状態に制御される。また、２Ｎ（偶数）フレームでは、鎖線のブロックＳＬ２内の画素ＰＸ１１、３１、２２、４２、１３、３３、２４および４４が非透過状態に制御され、破線のブロックＳＬ１内の画素ＰＸ２１、４１、１２、３２、２３、４３、１４および３４が透過状態に制御される。

図２０は、図３に示す液晶パネル４の画素ＰＬｉｊを１６個の画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４として模式化して示した図である。矢印ＡＲ１０の左が２Ｎ−１（奇数）フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示し、矢印ＡＲ１０の右が２Ｎ（偶数）フレームの各画素ＰＬ１１〜ＰＬ４４への印加電圧の極性を示す。２Ｎ−１フレームにおいて、各画素ＰＬ１１〜４４がすべて負極性である。また、２Ｎフレームにおいて、各画素ＰＬ１１〜４４がすべて負極性である。画素ＰＬ１１、２１、１２、４２、３３、４３、２４および３４が正極性である。

また、第２の実施形態およびその変形例では、補正信号を映像信号に基づいて生成するため、第１の実施形態と同様、各駆動ＴＦＴの閾値電圧の測定が不要であり、したがって、構成を複雑化することなく駆動ＴＦＴの負荷のばらつきを補正することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態と比較し、図１〜図３に示す画像表示装置１および映像表示部２の構成は同一であるが、映像表示部２の動作が異なる。図１〜図３に示す映像表示部２においては、ＯＬＥＤパネル５の発光・非発光の応答性能と液晶パネル４の透過・非透過の応答性能は大きく異なる。そのため、第３の実施形態では、液晶パネル４の透過・非透過状態を切り替えるタイミングに応じて、自発光パネルであるＯＬＥＤパネル５に非発光期間を設けている。図２１は、第３の実施形態における、液晶パネル４の透過・非透過動作（図２１（ａ））とＯＬＥＤパネル５の表示発光・補正発光（図２１（ｂ））の時間変化を示す図である。図２１（ａ）と図２１（ｂ）において、横軸は共通の時間軸であり、縦軸は、図２１（ａ）で透過率であり、図２１（ｂ）で発光輝度である。また、「Ｒ」と記された期間が映像信号に基づいて発光している期間である。また、「Ｃ」と記された期間が補正信号に基づいて発光している期間である。なお、表示発光は映像信号に基づく発光動作であり、補正発光は補正信号に基づく発光動作である。

第３の実施形態では、制御部３が映像信号に基づき複数の画素ＰＸｉｊの発光状態を制御する期間と補正信号に基づき複数の画素ＰＸｉｊの発光状態を制御する期間との間に、非発光期間が設けられている。これによれば、第１および第２の実施形態の効果に加えて、表示発光と補正発光のクロストークを低減することができ、さらに、液晶パネル４の応答性能に依存した動画残像感を抑制することができる。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第１の実施形態と比較し、図１〜図３に示す画像表示装置１の構成は同一であるが、動作が異なる。第４の実施形態は、他の実施形態と比較して、映像内容に応じて部分的に補正処理を行う点が異なる。第４の実施形態では、信号変換部７で、映像信号から静止画領域と動画領域を識別し、映像内容に応じて画面内で部分的に補正信号に基づく透過状態の制御と発光状態の制御を実行する。

図２２を参照して、第４の実施形態の動作例について説明する。図２２は、映像表示部２の表示面２１における表示状態を示す模式図である。矢印ＡＲ１１の左が２Ｎ−１（奇数）フレームの表示面２１であり、矢印ＡＲ１１の右が２Ｎ（偶数）フレームの表示面２１である。図２２に示す例では、部分的なロゴ表示領域２０１だけを静止画と判別して補正処理し、字幕スクロール２０３を動画と判別して補正処理していない。映像表示部２は、補正領域２０１では第１の実施形態の動作を実行し、補正領域２０１外は液晶パネル４が透過状態のままで映像信号を出力する。なお、画像２０２は映像信号に基づき発光された画像であり、画像２０４は補正信号に基づき発光された画像である。なお、２Ｎ（偶数）フレームの表示面２１では、領域２０５は非透過状態に制御される。

第４の実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、例えば、字幕情報など強調したい映像領域は、発光時間を多くとることができるため、高い輝度（ダイナミックレンジ）で表示することができる。また、スクロール動画領域は、輝度の消耗が分散されて輝度ムラとして認識し難いため、静止画のみに補正処理することで高品質な表示状態を維持することができる。

＜基本的実施形態＞
次に、図２３を参照して、上記各実施形態および変形例に共通する本発明の基本的実施形態について説明する。図２３は、本発明の基本的実施形態に係る画像表示装置の構成例を示すブロック図である。

図２３に示す画像表示装置１０は、開閉部１１と、発光部１２と、制御部１３を備える。発光部１２は、画素１４を複数有する。画素１４は、自発光表示素子１５と自発光表示素子１５の駆動トランジスタ１６とを含む。開閉部１１は、複数の画素１４が発光した光を透過させる開状態または非透過とする閉状態で動作する。制御部１３は、開閉部１１を開状態に制御するとともに映像信号に基づき複数の画素１４の発光状態を制御するか、または、開閉部１１を閉状態に制御するとともに映像信号に基づく発光の際に生じる複数の画素１４間の負荷のばらつきを画素１４毎に補正する補正信号に基づき複数の画素１４の発光状態を制御する。図２３に示す画像表示装置１０によれば、構成を複雑化することなく駆動トランジスタ１６の負荷のばらつきを補正することができる。

なお、図２３に示す画像表示装置１０は、図１に示す画像表示装置１に対応する。開閉部１１は、図１に示す液晶パネル４に対応する。発光部１２は、図１に示すＯＬＥＤパネル５に対応する。制御部１３は、図１に示す制御部３に対応する。画素１４は、図３に示す画素ＰＥｉｊに対応する。自発光表示素子１５は、図３に示すＥＬ素子ＥＬＤに対応する。駆動トランジスタ１６は、図３に示すＴＦＴ３に対応する。

なお、図２３に示す画像表示装置１０では、例えば図２１を参照して説明したように、制御部１３が映像信号に基づき複数の画素１４の発光状態を制御する期間と補正信号に基づき複数の画素１４の発光状態を制御する期間との間に、非発光期間が設けられていてもよい。

また、制御部１３は、例えば図２２を参照して説明したように、開閉部１１を閉状態に制御するとともに補正信号に基づき発光状態を制御する複数の画素１４を、映像信号に基づく映像の内容に応じて限定してもよい。

また、開閉部１１は、例えば図２を参照して説明したように、液晶層を有し、液晶層に所定の電圧を印加することで、画素単位で、開状態または閉状態で動作するものであってもよい。また、例えば図１５〜図２０を参照して説明したように、映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４と補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４との空間的または時間的な組み合わせパターンと、印加電圧の極性反転の前記画素単位の空間的または時間的な組み合わせパターンとを異ならせてもよい。

また、例えば図１５〜図２０を参照して説明したように、映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４と補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４が１フレーム内に混在していてもよい。

また、例えば図１５および図１６を参照して説明したように、映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４と補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４が１フレーム内で交互に行状または列状に交互に配列した状態で混在していて、印加電圧の極性が１フレーム内で交互に列状または行状に交互に配列した状態で混在していてもよい。

また、例えば図１９および図２０を参照して説明したように、映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４と補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の画素１４が１フレーム内で市松模様状に混在していて、印加電圧の極性が１フレーム内で同一であってもよい。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、第１〜第４の実施形態または基本的実施形態の構成の一部や動作の一部を適宜入れ替えたり組み合わせたりすることができる。また、例えば、上記では自発光表示素子を用いるアクティブマトリクス駆動のディスプレイを例にして本発明の実施形態について説明したが、本発明は自発光表示素子を用いるパッシブ駆動のディスプレイに対しても適用することができる。

１、１０ 画像表示装置
２ 映像表示部
３、１３ 制御部
４ 液晶パネル
５ ＯＬＥＤパネル
６ 信号出力部
７ 信号変換部
８ 計算部
９ メモリ
ＰＸｉｊ、ＰＬｉｊ、ＰＥｉｊ 画素
４４、ＴＦＴ３ 駆動ＴＦＴ
ＴＦＴ２ 選択ＴＦＴ
ＥＬＤ ＥＬ素子
ＣＬ 液晶容量
２１ 表示面

Claims (8)

1. 自発光表示素子と前記自発光表示素子の駆動トランジスタとを含む画素を複数有する発光部と、
   複数の前記画素が発光した光を透過させる開状態または非透過とする閉状態で動作する開閉部と、
   前記開閉部を開状態に制御するとともに映像信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御するか、または、前記開閉部を閉状態に制御するとともに前記映像信号に基づく発光の際に生じる複数の前記画素間の負荷のばらつきを前記画素毎に補正する補正信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御する制御部と
   を備える画像表示装置。
2. 前記制御部が前記映像信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御する期間と前記補正信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御する期間との間に、非発光期間が設けられている
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記制御部が、前記開閉部を閉状態に制御するとともに前記補正信号に基づき発光状態を制御する複数の前記画素を、前記映像信号に基づく映像の内容に応じて限定する
   請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記開閉部が、液晶層を有し、前記液晶層に所定の電圧を印加することで、前記画素単位で、前記開状態または前記閉状態で動作するものであり、
   前記映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素と前記補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素との空間的または時間的な組み合わせパターンと、前記印加電圧の極性反転の前記画素単位の空間的または時間的な組み合わせパターンとが異なる
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素と前記補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素が１フレーム内に混在している
   請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素と前記補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素が１フレーム内で交互に行状または列状に交互に配列した状態で混在していて、
   前記印加電圧の極性が前記１フレーム内で交互に列状または行状に交互に配列した状態で混在している
   請求項４に記載の画像表示装置。
7. 前記映像信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素と前記補正信号に基づいて発光状態が制御される複数の前記画素が１フレーム内で市松模様状に混在していて、
   前記印加電圧の極性が前記１フレーム内で同一である
   請求項４に記載の画像表示装置。
8. 自発光表示素子と前記自発光表示素子の駆動トランジスタとを含む画素を複数有する発光部と、
   複数の前記画素が発光した光を透過させる開状態または非透過とする閉状態で動作する開閉部とを用い、
   制御部によって、前記開閉部を開状態に制御するとともに映像信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御するか、または、前記開閉部を閉状態に制御するとともに前記映像信号に基づく発光の際に生じる複数の前記画素間の負荷のばらつきを前記画素毎に補正する補正信号に基づき複数の前記画素の発光状態を制御する
   画像表示方法。

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