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TWI428909B - 相反顯示方向的面板、電子裝置與電子裝置的切換方法 - Google Patents

相反顯示方向的面板、電子裝置與電子裝置的切換方法 Download PDF

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TWI428909B
TWI428909B TW100119434A TW100119434A TWI428909B TW I428909 B TWI428909 B TW I428909B TW 100119434 A TW100119434 A TW 100119434A TW 100119434 A TW100119434 A TW 100119434A TW I428909 B TWI428909 B TW I428909B
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electrode
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display
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TW201248610A (en
Inventor
Hua-Sheng Yan
Original Assignee
Au Optronics Xiamen Corp
Au Optronics Corp
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Publication date
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Publication of TW201248610A publication Critical patent/TW201248610A/zh
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Description

相反顯示方向的面板、電子裝置與電子裝置的切換方法
本發明乃是有關於顯示技術之領域，且特別是有關於一種相反顯示方向的面板、一種電子裝置與此種電子裝置的切換方法。
目前的折疊式手機都是採用二個獨立的顯示面板，其中一個顯示面板用以作為手機的內螢幕，而另一顯示面板則用以作為手機的外螢幕。其中，二個獨立的顯示面板中的每一個獨立的顯示面板之結構為一成對的基板以及一液晶層夾設於該成對的基板間，且液晶層並不發光。如此一來，使用者即使不打開折疊式手機也能從外螢幕獲取目前時間、來電顯示等基本訊息。
然而，也由於目前的折疊式手機都是採用二個獨立的顯示面板，導致手機的成本較高，且手機的整體厚度較厚，即每一個獨立的顯示面板皆有二個基板，總共有四個基板，因而難以滿足輕薄化趨勢的需求。
本發明提供一種相反顯示方向的面板。採用此種面板之手機的成本較低，且整體厚度較薄。
本發明另提供一種電子裝置，其採用前述之面板。
本發明再提供一種用於上述電子裝置的切換方法。
本發明提出一種相反顯示方向的面板，其包含有一基板、一第一切換元件、一第二切換元件、一發光二極體、一第一介電層、一畫素電極、一對向基板與一非自發光顯示介質層。第一切換元件係形成在上述基板上，且第一切換元件具有一第一閘極、一第一電極與一第二電極。其中，第一閘極連接至一掃描線且第一電極連接至一資料線。第二切換元件亦形成在上述基板上，且第二切換元件具有一第二閘極、一第三電極與一第四電極。其中，第三電極連接至一電源。發光二極體亦形成在上述基板上，且發光二極體具有一第五電極、一發光層與一反射電極。其中，第五電極連接第二切換元件之第四電極，而反射電極連接另一電源，至於發光層則夾設於第五電極與反射電極之間且位於第五電極上。第一介電層係覆蓋上述基板、第一切換元件、第二切換元件、發光二極體上，且第一介電層具有至少一第一開口，以暴露出第一切換元件之部份第二電極。畫素電極係形成在部份第一介電層上與第一開口中，且經由第一開口連接第一切換元件之第二電極。其中，畫素電極由反射材料所構成。對向基板係形成於上述基板之上方。至於非自發光顯示介質層，其係形成於對向基板與基板之間。
在上述面板的一實施例中，上述之資料線與掃描線係形成至少一個畫素區，而上述之第一切換元件、第二切換元件、發光二極體皆位於畫素區內。
在上述面板的一實施例中，上述之第一切換元件之第二電極係連接至第二切換元件之閘極與畫素電極。
在上述面板的一實施例中，面板更包含有一觸控元件，其形成於面板中。
在上述面板的一實施例中，面板更包含有一儲存電容，其形成於基板上，且儲存電容具有二電容電極分別連接於上述電源與另一電源其中之一以及第一切換元件之第二電極與第二切換元件之閘極之間。
在上述面板的一實施例中，非自發光顯示介質層之材料包含液晶材料、電泳材料、電濕潤材料、或上述材料之組合。
在上述面板的一實施例中，面板更包含有一彩色濾光層，其形成於對向基板之內表面。
在上述面板的一實施例中，面板更包含有一透明電極，其形成在彩色濾光層之下。
在上述面板的一實施例中，面板更包含有一彩色濾光層，其形成於畫素電極之上。
在上述面板的一實施例中，面板更包含有一透明電極，其形成在對向基板之內表面。
在上述面板的一實施例中，發光二極體的發光電流臨界值實質上大於第二切換元件的致能電流臨界值。
本發明另提出一種電子裝置，其包含有一如前述之具有相反顯示方向的面板、一電源供應電路與一切換元件。電源供應電路係電性連接至上述電源。切換元件係電性連接至電源供應電路，且切換元件適於切換面板的顯示狀態。當切換元件控制電源供應電路停止供應電源時，面板係處於一第一顯示狀態；而當切換模組控制電源供應電路供應電源時，面板係處於一第二顯示狀態。其中，第一顯示狀態為利用發光二極體進行顯示而不利用非自發光顯示介質層進行顯示；而第二顯示狀態為利用非自發光顯示介質層進行顯示而不利用發光二極體進行顯示。
在上述電子裝置的一實施例中，電子裝置更包含有一偵測元件，其用以偵測面板處於第一顯示狀態或第二顯示狀態，使得切換元件切換面板之顯示狀態。
本發明再提出一種用於上述電子裝置的切換方法，其包含有以下步驟：提供一具前述之相反顯示方向之面板的電子裝置，所述面板之畫素電極、對向基板與非自發光顯示介質層構成反射式顯示元件，且面板具有第一顯示狀態與第二顯示狀態，其中第一顯示狀態為利用發光二極體進行顯示而不利用非自發光顯示介質層進行顯示，而第二顯示狀態為利用非自發光顯示介質層進行顯示而不利用發光二極體進行顯示；以及依據電子裝置的環境亮度決定是否提供上述電源，以切換面板的顯示狀態。
本發明解決前述問題的手段，乃是採用一基板、一第一切換元件、一第二切換元件、一發光二極體、一第一介電層、一畫素電極、一對向基板與一非自發光顯示介質層，並依前述方式來製作一具相反顯示方向的面板。由於這種面板並非是採用傳統將二面板貼合的技術來製作，而是將發光二極體畫素電路與非自發光顯示介質層整合至單一面板的製程中，使得這種面板的成本較低，且厚度較薄。如此一來，採用這種面板之電子裝置的成本與整體厚度自然具有優勢。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1為依照本發明一實施例之具有相反顯示方向的面板的畫素等效電路圖。請參照圖1，資料線102與掃描線106係形成至少一個畫素區，而每一畫素區內係包含有由第一切換元件108、儲存電容110、第二切換元件112與發光二極體114所形成的發光二極體畫素電路，還包括有由反射電極116、儲存電容118所形成的反射式畫素電路。其中，發光二極體畫素電路係用以朝一第一方向進行顯示，而反射式畫素電路係用以朝一第二方向進行顯示，且第一方向與第二方向相反。於其它實施例中，依據反射式畫素電路之顯示介質層的材料與驅動電場可選擇性包含其它類型的電容，例如：當顯示介質層的材料為液晶層且驅動液晶層的電場為垂直電場時，則可能會存在額外的電容(如：液晶電容120)；當顯示介質層的材料為液晶層且驅動液晶層的電場為水平電場時，則依據設計的需要而可能不存在/存在額外的電容(如：液晶電容120)；當顯示介質層的材料為其它後面所述且驅動電場為垂直/水平電場，則依需要而選擇性地設置/不設置額外的電容120。在本實施例，是以額外的電容120來當範例，但不限於此。
如圖1所示，關於發光二極體畫素電路方面，第一切換元件108可以是採用一N型薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)來實現，而第二切換元件112則可以是採用一P型薄膜電晶體來實現。第一切換元件108的閘極G與其中一電極係分別連接至掃描線106與資料線102。第二切換元件112的閘極G係連接至第一切換元件108的另一電極與畫素電極116。此外，第二切換元件112的其中一電極係連接一電源線104，以透過此電源線104接收一電源(例如是電源電壓VDD)，而第二切換元件112的另一電極係連接發光二極體114的一電極。發光二極體114的另一電極係連接至另一電源(例如是電源電壓VSS)。至於儲存電容110，其二個電容電極係分別連接電源線104與第二切換元件112的閘極G。其中，電源線104是以平行於掃描線106為實施範例，但於其它實施例中，電源線104亦可平行於資料線102。值得一提的是，發光二極體114的發光電流臨界值實質上大於第二切換元件112的致能電流臨界值。本實例是以一個N型薄膜電晶體與一個P型薄膜電晶體來當作實施例，於其它實施例中，亦可改為採用二個N型薄膜電晶體或二個P型薄膜電晶體。此外，不同類型的薄膜電晶體，例如底閘型電晶體或頂閘型電晶體，皆可被使用。
圖2為依照本發明一實施例之具有相反顯示方向的面板的剖面示意圖。在此圖中，標示202表示為基板，而標示208表示為介電層。此外，標示204-1表示為第一切換元件的閘極，標示204-2表示為第一切換元件的其中一電極(或稱為第一電極)，標示204-3表示為第一切換元件的歐姆接觸層，標示204-4表示為第一切換元件的通道層，標示204-5表示為第一切換元件的另一電極(或稱為第二電極)。歐姆接觸層與通道層可合稱為半導體層，其中，半導體層的材料包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、氧化物半導體材料、有機矽材料、有機氧化物半導體材料、其它合適的材料、或上述之組合。標示206-1表示為第二切換元件的閘極，標示206-2表示為第二切換元件的其中一電極(或稱為第三電極)，標示206-3表示為第二切換元件的歐姆接觸層，標示206-4表示為第二切換元件的通道層。歐姆接觸層與通道層可合稱為半導體層，其中，半導體層的材料包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、氧化物半導體材料、有機矽材料、有機氧化物半導體材料、其它合適的材料、或上述之組合。標示206-5表示為第二切換元件的另一電極(或稱為第四電極)。標示210-1表示為發光二極體的反射電極，標示210-2表示為發光二極體的發光層，標示210-3表示為發光二極體的一電極(或稱為第五電極)。標示212與214皆表示為介電層，標示216表示為畫素電極，標示218表示為非自發光顯示介質層(non-emission display medium layer)，標示220表示為透明電極，標示222表示為彩色濾光層，而標示224表示為對向基板。
在圖2中，畫素電極216以下的部分即是屬於發光二極體畫素電路，用以朝方向A進行顯示；而畫素電極216及其以上的部分即是屬於反射式畫素電路，用以朝方向B進行顯示，且方向B與方向A為相反，類似於同一軸向，例如：Y軸的二個箭頭方向，例如正軸向(即朝基板224的方向)與負軸向(即朝基板202的方向)。而由圖2所揭示的內容可知，第一切換元件、第二切換元件與發光二極體皆是形成在基板202上。此外，發光二極體的電極210-3係連接第二切換元件的電極206-5，而發光二極體的發光層210-2係夾設於電極210-3與反射電極210-1之間，且位於電極210-3上。此反射電極210-1係用以將光線反射至方向A。而從圖2亦可知，本發明之面板至少會有一介電層覆蓋在基板202、第一切換元件、第二切換元件與發光二極體上，且此介電層具有至少一開口(或稱為第一開口)，以暴露出第一切換元件之部分電極204-5。如此一來，畫素電極216便可形成在部分的介電層上，以及形成在此介電層的開口中，以便經由開口來連接第一切換元件的電極204-5。此畫素電極216係由反射材料所構成，用以反射環境光源，以使反射式畫素電路的部分能朝方向B來進行顯示。此外，由圖2亦可知，對向基板224係形成於基板202的上方，而非自發光顯示介質層218係形成於對向基板224與基板202之間。因此，此相反顯示方向的面板僅用二個基板即可做出。
上述非自發光顯示介質層218的材料可以是採用液晶材料(例如：水平電場用的液晶材料、垂直電場用的液晶材料、藍相液晶材料、膽固醇液晶材料、其它合適材料、或上述材料之組合)、電泳材料、電濕潤材料、或者上述材料的組合，在此並無限定。上述發光二極體中發光層的材料，包含無機材料、有機材料、其它合適材料、或上述材料之組合。此外，在高階的面板設計中，圖2所示的面板更可進一步採用觸控元件來製作成一觸控面板。而此觸控元件可以是採用內嵌(in-cell)的方式來形成於面板中，例如是在對向基板224與非自發光顯示介質層218之間形成一感測層，以使非自發光顯示側具有觸碰功能。當然，此觸控元件也可以是採用外掛的方式貼附於對向基板224或基板202的外表面，以便使用者直接觸碰而進行感測。此外，僅管在圖2中，彩色濾光層222係形成於對向基板224的內表面，且透明電極220係形成於彩色濾光層222之下，然此種配置關係並非用以限定本發明。舉例來說，彩色濾光層222也可以是改為形成在畫素電極216之上，而透明電極220則改為形成在對向基板224的內表面。或者是，彩色濾光層222係形成於對向基板224的內表面，而不存在透明電極220。或者是，彩色濾光層222係形成於在畫素電極216之上，而不存在透明電極220。
圖3為依照本發明另一實施例之具有相反顯示方向的面板的畫素等效電路圖。在圖3中，標示與圖1中之標示相同者表示為相同物件。圖3所示電路與圖1所示電路的不同之處，在於圖3所示電路之第二切換元件302係改為採用N型薄膜電晶體，且改採一儲存電容304連接於第二切換元件302的閘極G與發光二極體114的電極之間。
僅管在上述的各畫素等效電路示範例中，第二切換元件的閘極都是直接連接第一切換元件的其中一電極，然而在某些發光二極體畫素電路的設計中，第二切換元件的閘極並非是直接連接第一切換元件的其中一電極，以圖4來舉例之。圖4為其中一種發光二極體畫素電路之等效電路圖。在圖4中，標示402表示為資料線，標示404表示為掃描線，標示406表示為第一切換元件，標示408表示為第二切換元件，而標示410表示為發光二極體。如圖4所示，第二切換元件408的閘極G乃是透過其他元件來連接第一切換元件406的其中一電極。此外，此圖4亦揭示發光二極體係可改為連接於電源電壓VDD與第二切換元件408的其中一電極之間。其中，此實施例中的薄膜電晶體皆是使用N型薄膜電晶體，但不限於此。依據設計需求，可改為全部採用P型薄膜電晶體來進行設計，或者部份薄膜電晶體採用N型薄膜電晶體而另一部份薄膜電晶體採用P型薄膜電晶體來進行設計。薄膜電晶體的類型可採用底閘型薄膜電晶體或頂閘型薄膜電晶體。
圖5為依照本發明一實施例之電子裝置的方塊示意圖。請參照圖5，此電子裝置500例如是一折疊式手機，但不限於此。於其它實施例中，亦可為筆記型電腦的面板、手持式裝置的面板、互動面板、大型面板等等。而如圖5所示，此電子裝置500係包含有一電源供應電路502、一切換元件504與一如本發明所提出之具有相反顯示方向的面板506。面板506具有發光二極體508與非自發光顯示介質層510這二種顯示元件。電源供應電路502係電性連接至面板506中的電源(例如是連接到面板506中的各電源線)。切換元件504係電性連接至電源供應電路502，且切換元件504適於切換面板506的顯示狀態。當切換元件504控制電源供應電路502停止供應電源時，面板508係處於一第一顯示狀態；而當切換元件504控制電源供應電路502供應電源時，面板506係處於一第二顯示狀態。所述之第一顯示狀態為利用發光二極體508進行顯示而不利用非自發光顯示介質層510進行顯示；而所述之第二顯示狀態為利用非自發光顯示介質層510進行顯示而不利用發光二極體508進行顯示。
切換元件504可以是以機械元件、電子元件或是二者之組合來實現。舉例來說，切換元件504可以是以按鍵或切換開關之類的機械元件來實現，並配置在電子裝置500中或其外殼，以供使用者直接進行顯示狀態之切換。較佳地，電子裝置500還可進一步包含一偵測元件512。此偵測元件512用以偵測面板506處於第一顯示狀態或第二顯示狀態，使得切換元件504切換面板506之顯示狀態。此偵測元件512例如是可以採用光感測器、動作感測器、或重力感測器來實現，並配置在電子裝置500中或其外殼。
圖6為依照本發明一實施例之電子裝置的切換方法的流程圖。請參照圖6，此切換方法包含有以下步驟：提供一具前述之相反顯示方向之面板的電子裝置，所述面板之畫素電極、對向基板與非自發光顯示介質層構成反射式顯示元件，且面板具有第一顯示狀態與第二顯示狀態，其中第一顯示狀態為利用發光二極體進行顯示而不利用非自發光顯示介質層進行顯示，而第二顯示狀態為利用非自發光顯示介質層進行顯示而不利用發光二極體進行顯示(如步驟S602所示)；以及依據電子裝置的環境亮度決定是否提供上述電源，以切換面板的顯示狀態(如步驟S604所示)。
綜上所述，本發明解決前述問題的手段，乃是採用一基板、一第一切換元件、一第二切換元件、一發光二極體、一第一介電層、一畫素電極、一對向基板與一非自發光顯示介質層，並依前述方式來製作一具相反顯示方向的面板。由於這種面板並非是採用傳統將二面板貼合的技術來製作，而是將發光二極體畫素電路與非自發光顯示介質層整合至單一面板(即二個基板內)的製程中，使得這種面板的成本較低，且厚度較薄。如此一來，採用這種面板之電子裝置的成本與整體厚度自然具有優勢。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102、402．．．資料線
104．．．電源線
106、404．．．掃描線
108、406．．．第一切換元件
110、118、304．．．儲存電容
112、302、408．．．第二切換元件
114、410、508．．．發光二極體
116．．．反射電極
120．．．平行板電容
202．．．基板
204-1．．．第一切換元件的閘極
204-2．．．第一切換元件的其中一電極
204-3．．．第一切換元件的歐姆接觸層
204-4．．．第一切換元件的半導體層
204-5．．．第一切換元件的另一電極
206-1．．．第二切換元件的閘極
206-2．．．第二切換元件的其中一電極
206-3．．．第二切換元件的歐姆接觸層
206-4．．．第二切換元件的半導體層
206-5．．．第二切換元件的另一電極
208、212、214．．．介電層
210-1．．．發光二極體的反射電極
210-2．．．發光二極體的發光層
210-3．．．發光二極體的一電極
216．．．畫素電極
218、510．．．非自發光顯示介質層
220．．．透明電極
222．．．彩色濾光層
224．．．對向基板
500．．．電子裝置
502．．．電源供應電路
504．．．切換元件
506．．．一如本發明所提出之具有相反顯示方向的面板
512．．．偵測元件
G．．．閘極
S602、S604．．．步驟
VDD、VSS．．．電源電壓
圖1為依照本發明一實施例之具有相反顯示方向的面板的畫素等效電路圖。
圖2為依照本發明一實施例之具有相反顯示方向的面板的剖面示意圖。
圖3為依照本發明另一實施例之具有相反顯示方向的面板的畫素等效電路圖。
圖4為其中一種發光二極體畫素電路之等效電路圖。
圖5為依照本發明一實施例之電子裝置的方塊示意圖。
圖6為依照本發明一實施例之電子裝置的切換方法的流程圖。
202．．．基板
204-1．．．第一切換元件的閘極
204-2．．．第一切換元件的其中一電極
204-3．．．第一切換元件的歐姆接觸層
204-4．．．第一切換元件的半導體層
204-5．．．第一切換元件的另一電極
206-1．．．第二切換元件的閘極
206-2．．．第二切換元件的其中一電極
206-3．．．第二切換元件的歐姆接觸層
206-4．．．第二切換元件的半導體層
206-5．．．第二切換元件的另一電極
208、212、214．．．介電層
210-1．．．發光二極體的反射電極
210-2．．．發光二極體的發光層
210-3．．．發光二極體的一電極
216．．．畫素電極
218．．．非自發光顯示介質層
220．．．透明電極
222．．．彩色濾光層
224．．．對向基板

Claims (14)

  1. 一種相反顯示方向的面板，包含：一基板；一第一切換元件，形成在該基板上，且該第一切換元件具有一第一閘極、一第一電極與一第二電極，其中，該第一閘極連接至一掃描線且該第一電極連接至一資料線；一第二切換元件，形成在該基板上，且該第二切換元件具有一第二閘極、一第三電極與一第四電極，其中，該第三電極連接至一電源；一發光二極體，形成在該基板上，且該發光二極體具有一第五電極、一發光層與一反射電極，其中，該第五電極連接該第二切換元件之該第四電極，該反射電極連接另一電源，而該發光層夾設於該第五電極與該反射電極之間且位於該第五電極上；一第一介電層，覆蓋該基板、該第一切換元件、該第二切換元件、該發光二極體上，且該第一介電層具有至少一第一開口，以暴露出該第一切換元件之部份該第二電極；一畫素電極，形成在部份該第一介電層上與該第一開口中，且經由該第一開口連接該該第一切換元件之該第二電極，其中，該畫素電極由反射材料所構成；一對向基板，形成於該基板之上方；以及一非自發光顯示介質層，形成於該對向基板與該基板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之面板，其中，該資料線與該掃描線形成至少一個畫素區，而該第一切換元件、該第二切換元件、該發光二極體皆位於該畫素區內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之面板，其中，該第一切換元件之該第二電極連接至該第二切換元件之該閘極與該畫素電極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之面板，更包含：一觸控元件，形成於該面板中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之面板，更包含：一儲存電容形成於該基板上，且該儲存電容具有二電容電極分別連接於該電源與該另一電源其中之一以及該第一切換元件之該第二電極與該第二切換元件之該閘極之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之面板，其中，該非自發光顯示介質層之材料包含液晶材料、電泳材料、電濕潤材料、或上述材料之組合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之面板，更包含：一彩色濾光層形成於該對向基板之內表面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之面板，更包含：一透明電極形成在該彩色濾光層之下。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之面板，更包含：一彩色濾光層形成於該畫素電極之上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之面板，更包含：一透明電極形成在該對向基板之內表面。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之面板，其中該發光二極體的發光電流臨界值實質上大於該第二切換元件的致能電流臨界值。
  12. 一種電子裝置，包含：如申請專利第1項所述之一種相反顯示方向的面板；一電源供應電路，電性連接至該電源；以及一切換元件，電性連接至該電源供應電路，該切換元件適於切換該面板的顯示狀態，當該切換元件控制該電源供應電路停止供應該電源電壓時，該面板處於一第一顯示狀態，而當該切換模組控制該電源供應電路供應該電源時，該面板處於一第二顯示狀態，其中該第一顯示狀態為利用該發光二極體進行顯示而不利用該非自發光顯示介質層進行顯示，而該第二顯示狀態為利用該非自發光顯示介質層進行顯示而不利用該發光二極體進行顯示。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，更包含：一偵測元件，用以偵測該面板處於該第一顯示狀態或該第二顯示狀態，使得該切換元件切換該面板之顯示狀態。
  14. 一種電子裝置的切換方法，包含：提供具有如申請專利第12項所述之一種相反顯示方向的面板的電子裝置，其中該畫素電極、該對向基板與該非自發光顯示介質層構成反射式顯示元件，且該面板具有一第一顯示狀態與一第二顯示狀態，該第一顯示狀態為利用該發光二極體進行顯示而不利用該非自發光顯示介質層進行顯示，而該第二顯示狀態為利用該非自發光顯示介質層進行顯示而不利用該發光二極體進行顯示；以及依據該電子裝置的環境亮度決定是否提供該電源，以切換該面板的顯示狀態。
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