CN107808604A - 显示装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种显示装置，包括：基板、第一发光元件以及第二发光元件。基板包括至少一个像素区。第一发光元件设置于像素区中，用以发出第一色光，且具有第一发光效率‑注入电流密度(injection current density)函数；第二发光元件设置于像素区，用以发出第二色光，具有第二发光效率‑注入电流密度函数。其中，第二发光效率‑注入电流密度函数与第一高发光效率‑注入电流密度函数交叉处用以定义出一个临界转换电流密度，且第一色光与第二色光为同一色系。本公开提供的显示装置可有效的降低显示装置的耗电量，达到高效节能的目的。

Description

显示装置及其控制方法
技术领域
本公开书涉及一种显示装置及其控制方法，特别涉及一种高效率的显示装置及其控制方法。
背景技术
随着便携式电子装置，例如笔记本电脑、平板电脑、智能手表、手机等，信息处理量的增加，待机时间会进一步缩短，电池续航力常无法满足消费者的期待。而显示器为携带式装置中最为耗电的元件之一，若能有效降低显示器中每一个像素结构的耗电量，即可提高携带式装置的待机时间，解决电池续航力不足的问题。
因此，有需要提供一种具有省电、稳定性高与发光效率佳的显示装置及其控制方法，来解决现有技术所面临的问题。
发明内容
本发明的一实施例公开一种显示装置包括：基板、第一发光元件以及第二发光元件。基板包括至少一个像素区。第一发光元件设置于像素区中，用以发出第一色光，且具有第一发光效率-注入电流密度(injection current density)函数；第二发光元件设置于像素区，用以发出第二色光，具有第二发光效率-注入电流密度函数。其中，第二发光效率-注入电流密度函数与第一高发光效率-注入电流密度函数交叉处用以定义出一个临界转换电流密度，且第一色光与第二色光为同一色系。
本发明的另一实施例公开一种显示装置的控制方法，包括下述步骤：首先，提供一种显示装置，包括基板、第一发光元件以及第二发光元件。基板包括至少一个像素区。第一发光元件，设置于像素区中，用以发出第一色光；第二发光元件设置于像素区中，用以发出第二色光，其中第一色光与第二色光是同一色系。通过第一发光元件的第一发光效率-注入电流密度函数以及第二发光元件的第二发光效率-注入电流密度函数的交叉处定义出一个临界转换电流密度。根据环境亮度(ambient lightness)或影像灰阶(gray level)，选择性地开启第一发光元件和第二发光元件至少一者，以对被开启的第一发光元件施加第一电流，对被开启的第二发光元件施加第二电流。其中被开启的第一发光元件具有第一注入电流密度，被开启的第二发光元件具有第二注入电流密度。第一注入电流密度小于临界转换电流密度，且临界转换电流密度小于第二注入电流密度。
根据上述实施例，本发明是在提供一种显示装置，具有至少两个发出同一色系的色光的发光元件。此二发光元件分别具有彼此交叉的发光效率-注入电流密度函数，可在此交叉处决定出一个临界转换电流密度。并根据环境亮度或影像灰阶，选择性地开启第一发光元件和第二发光元件至少一者。被开启的第一发光元件被施加第一电流，且被开启的第一发光元件具有第一注入电流密度。被开启的第二发光元件被施加第二电流，且被开启的该第二发光元件具有一第二注入电流密度。其中，第一注入电流密度小于临界转换电流密度，且临界转换电流密度小于第二注入电流密度。
由于，第一发光元件和第二发光元件分别在具有第一注入电流密度和第二注入电流密度时，可以得到较佳的发光效率。因此，通过在不同亮度环境或影像灰阶下，选择开启发光效率较佳的发光元件，并关闭发光效率较差的发光元件，可有效的降低显示装置的耗电量，达到高效节能的目的。在本发明的一些实施例中，还可根据显示需求同时开启第一发光元件和第二发光元件，或在第一发光元件和第二发光元件的一者失效时，选择开启未失效的另一者，达到提高显示装置发光稳定性的目的。
附图说明
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合说明书附图详细说明如下：
图1A是根据本发明的一实施例所示出的一种显示装置简化示意图；
图1B是示出图1A的显示装置中另一像素结构的示意图；
图2是根据本发明的一实施例所示出的第一发光元件和第二发光元件的发光效率-注入电流密度函数曲线图；
图3A是根据本发明的一实施例所示出的控制电路的布线(layout)图；
图3B是根据图3A所示出的控制电路部分结构上视图；
图4A和图4B是根据本发明的另一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图及其操作状态；
图5是根据本发明的一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图；
图6是根据本发明的一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图；
图7是根据本发明的一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图；
图8A和图8B是根据本发明的又一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图及其操作状态；
图9是根据本发明的一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图；
图10是根据本发明的一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图；
图11是根据本发明的一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图；
图12是根据本发明的另一实施例所示出的显示装置的部分控制电路的布线图。
附图标记说明：
10、10A：像素结构
41、81、121：第一晶体管开关
41g、42g、43g、81g、82g、83g：栅极
41s、42s、43s、81s、82s、83s：源极
41d、42d、43d、81d、82d、83d：漏极
42、82、122：第二晶体管开关
43、83、123：第三晶体管开关
45、85、125：控制开关
100：显示装置 101：基板
101a、101a1、102a2、103a3：像素区
102、R1、G1、B1：第一发光元件
103、R2、G2、B2：第二发光元件
107：连接件 108：内连线
104、404、504、604、704、804、904、1004、1104、1204：控制电路
105：环境亮度感测器 106：时序控制电路
200：第一发光效率-注入电流密度函数和第二发光效率-注入电流密度函数的交叉处
201：第一发光效率-注入电流密度函数
202：第二发光效率-注入电流密度函数
203：第一光输出功率-注入电流密度函数
204：第二发光输出功率-注入电流密度函数
301：第一晶体管开关
301g：第一晶体管开关的栅极
301d：第一晶体管开关的漏极
301s：第一晶体管开关的源极
302：第二晶体管开关
302g：第二晶体管开关的栅极
302d：第二晶体管开关的漏极
302s：第二晶体管开关的源极
303：第三晶体管开关
303g：第三晶体管开关的栅极
303d：第三晶体管开关的漏极
303s：第三晶体管开关的源极
304：第四晶体管开关
304g：第四晶体管开关的栅极
304d：第四晶体管开关的漏极
304s：第四晶体管开关的源极
CDc：临界转换电流密度值 CD1、CD2：注入电流密度
DL：数据线 C1：第一电容
C2：第二电容 VDD：电压源
OVSS：第一电压源 OVDD：第二电压源
EM1：第一扫描线 EM2：第二扫描线
SL：感测电路 SE：半导体层
W1：第一晶体管开关的通道宽度
L1：第一晶体管开关的通道长度
W2：第二晶体管开关的通道宽度
L2：第二晶体管开关的通道长度
C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12：电容
I41、I42、I81、I82：电流
具体实施方式
本发明的实施例提供一种具有省电、稳定性高与发光效率佳的显示装置及其控制方法，可有效降低显示器的耗电量，提高待机时间，解决电池续航力不足的问题。为了对本发明的上述实施例及其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出多个显示装置及其制作方法作为优选实施例，并配合说明书附图作详细说明。
但必须注意的是，这些特定的实施案例与方法，并非用以限定本发明。本发明仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。优选实施例的提出，仅是用以例示本发明的技术特征，并非用以限定本发明的权利要求。该技术领域中技术人员，将可根据以下说明书的描述，在不脱离本发明的构思范围内，作均等的修饰与变化。在不同实施例与附图之中，相同的元件，将以相同的元件符号加以表示。
图1A是根据本发明的一实施例所示出的一种显示装置100简化示意图。在本发明的一些实施例中，显示装置100可以是内建于便携式电子装置的显示装置，便携式电子装置例如包括笔记本电脑、平板电脑、智能手表或手机。显示装置100包括基板101、第一发光元件102、第二发光元件103以及控制电路104。基板101包括至少一个像素区101a。第一发光元件102以及第二发光元件103设置于像素区101a中。如图1A所示，像素结构10包含基板101、第一发光元件102以及第二发光元件103。在一实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103可以共同地通过一连接件107设置于像素区101a中，但不以此为限；在其他实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103可以通过例如粘着剂、导电胶等设置于像素区101a中。第一发光元件102和第二发光元件103都发出同一色系的色光。在本发明的一些实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103所发出的色光，二者主波长的差值实质小于50纳米(nm)。控制电路104以一内连线108电性连接第一发光元件102和第二发光元件103。
在本发明的一些实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103分别由单一个微发光二极管晶粒(Micro Light Emitting Diode，μLED)所构成，并且都发出例如波长范围实质介于476纳米至490纳米之间的蓝光(B)、波长范围实质介于490纳米至505纳米之间的青光、波长范围实质介于505纳米至570纳米之间的绿光(G)、波长范围实质介于570纳米至590纳米之间的黄光(Y)或者波长范围实质介于590纳米至750纳米的红光(R)。
而在本发明的另一些实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103分别由三个可分别发出红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)的微发光二极管晶粒所构成，经由混光之后发出白色色光。在本发明的又一些实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103分别由单一个包覆不同荧光粉(phosphor)材料的微发光二极管晶粒所构成，其中这两种微发光二极管晶粒激发不同荧光粉材料所发出的色光，二者主波长的差值实质小于50纳米(nm)。
此外，请参见图1B。图1B是示出图1A的显示装置100中另一像素结构10A的示意图。基板101包括多个像素区101a1、101a2、101a3，多个像素区101a1、101a2、101a3于基板101上形成一像素阵列。为了方便说明，图1B中仅示出由三个像素区101a1、101a2、101a3所组成像素阵列。在本实施例中，像素区101a1中包含两个红光的第一发光元件R1以及第二发光元件R2、像素区101a2中包含两个绿光的第一发光元件G1以及第二发光元件G2、像素区101a3包含两个蓝光的第一发光元件B1以及第二发光元件B2中。但像素结构10A中像素区的数目、各像素区所发出的色光以及其排列方式并不以此为限。
请再参见图1A。在本实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103是分别由单一个发出相同色光(例如蓝光)的微发光二极管晶粒所构成。其中，第一发光元件102和第二发光元件103具有不同的量子井(quantum well)结构。例如，第一发光元件102的量子井结构，可以是由尺寸相同的氮化镓铟层/氮化镓层(InxGayN/GaN)整齐堆叠(2至20层)所构成；第二发光元件103的量子井结构，可以是一种氮化镓铟层/氮化镓层所构成的阶梯状结构。然而，第一发光元件102和第二发光元件103的量子井结构并不以此为限，在本发明的一些实施例中，可以通过改变构成量子井结构的堆叠层的排列组合、成分、厚度或上述的任意组合来得到具有不同发光特性的微发光二极管晶粒。
由于第一发光元件102和第二发光元件103具有不同的量子井结构，当注入相同密度的电流时，二者的发光效率会有所不同。因此可以做出两条不同的发光效率-注入电流密度函数曲线。请参照图2，图2是根据本发明的一实施例所示出的第一发光元件102和第二发光元件103的发光效率-注入电流密度函数曲线图。曲线图的横轴为电流密度(Currentdensity)(单位为安培/平方公分(A/cm2))；曲线图的纵轴分别为外部量子效率(ExternalQuantum Efficiency，EQE)(单位为百分比(％))和光输出功率(light output power，单位为毫瓦(mW))。在本实施例中，光输出功率实质等于外部量子效率与施加于发光元件的电流(I)和电压(V)的乘积(light output＝EQE×I×V)。
曲线201代表第一发光元件102的发光效率-注入电流密度函数(以下简称第一发光效率-注入电流密度函数201)；曲线202代表第二发光元件103的发光效率-注入电流密度函数(以下简称第二发光效率-注入电流密度函数202)；曲线203代表第一发光元件102的光输出功率-注入电流密度函数；曲线204代表第二发光元件103的光输出功率-注入电流密度函数。其中，第一发光效率-注入电流密度函数201和第二发光效率-注入电流密度函数202的交叉处200可用以定义出一个临界转换电流密度值CDc。第一发光效率-注入电流密度函数201的最高光输出功率所对应的注入电流密度CD1实质小于临界转换电流密度值CDc；第二发光效率-注入电流密度函数202的最高光输出功率值所对应的注入电流密度CD2实质大于临界转换电流密度值CDc。
控制电路104用于选择性地开启第一发光元件102和第二发光元件103的至少一者；也就是说，控制电路104用以选择性地开启第一发光元件102和第二发光元件103的其中之一或同时开启二者，而被开启后的第一发光元件102具有注入电流密度CD1，被开启后的第二发光元件103具有注入电流密度CD2。在本实例中，控制电路104是根据外部环境亮度感测器105所测得的环境亮度值来选择开启第一发光元件102和第二发光元件103的其中之一，或同时开启二者，以因应不同外部环境，得到显示装置100最佳的显示效率。
例如请再参照图2，在本实施例中，第一发光元件102和第二发光元件103临界转换电流密度值CDc实质为33安培/平方公分。当对第一发光元件102和第二发光元件103注入的电流密度小于临界转换电流密度CDc，例如20安培/平方公分时，第一发光元件102的光输出功率(参见曲线203)为12毫瓦；第二发光元件103的光输出功率(参见曲线204)为9毫瓦；第一发光元件102的外部量子效率(参见曲线201)为22.0％；第二发光元件103的外部量子效率(参见曲线202)为16.4％。当对第一发光元件102和第二发光元件103注入大于临界转换电流密度CDc的电流密度，例如100安培/平方公分时，第一发光元件102的光输出功率(参见曲线203)为50毫瓦；第二发光元件103的光输出功率(参见曲线204)为68.4毫瓦；第一发光元件102的外部量子效率(参见曲线201)为18.3％；第二发光元件103的外部量子效率(参见曲线202)为24.4％。
因此，当外部环境亮度感测器105测得的环境亮度较低，显示器不需太高的亮度即可达到显示效果时，控制电路104优选可以通过时序控制电路(Tcon)106来选择开启第一发光元件102，注入较小的电流(例如1.2×10-5A)，而以较低的光输出功率得到较佳的发光效率。当外部环境亮度感测器105测得的环境亮度较高，显示器需要提高亮方可达到显示效果时，此时控制电路104可以通过时序控制电路(Timing Controller，Tcon)106选择开启第二发光元件103，并注入较大的电流(例如4×10-5A)，而得到较高的光输出功率和较佳的发光效率。
在本发明的另一些实施例中，控制电路104也可以因应显示需求，选择同时开启第一发光元件102和第二发光元件103分别对第一发光元件102和第二发光元件103注入不同电流密度，以提供更高的光输出功率同时能兼顾发光效率。其中，注入第一发光元件102和第二发光元件103二者的电流密度差额，可以实质介于10安培/平方公分至150安培/平方公分之间。在本发明的又一些实施例中，当控制电路104检测到所要开启的第一发光元件102或第二发光元件103失效时，会选择开启第一发光元件102和第二发光元件103未失效的另一者。另外，控制电路104也可以检测对应于显示装置100的显示数据的影像灰阶，并根据影像灰阶选择性地开启第一发光元件102、开启第二发光元件103或同时开启第一发光元件102和第二发光元件103。
请参照图3A和图3B，图3A是根据本发明的一实施例所示出的部分控制电路104的布线图。图3B是根据图3A所示出的控制电路104部分结构上视图。控制电路104包括第一晶体管开关301、第二晶体管开关302、第三晶体管开关303、第四晶体管开关304、数据线DL、第一电容C1、第二电容C2、电压源VDD、第一扫描线EM1、以及第二扫描线EM2。在本实施例中，第一晶体管开关301、第二晶体管开关302、第三晶体管开关303、第四晶体管开关304可以是具有N型电性的晶体管(n-type transistor)。但并不以此为限，在另一个实施例中，第一晶体管开关301、第二晶体管开关302、第三晶体管开关303、第四晶体管开关304可以是具有P型电性的晶体管(p-type transistor)。
第一晶体管开关301的漏极301d和源极301s分别电性连接至电压源VDD和第一发光元件102。第二晶体管开关302的栅极302g电性连接至第一扫描线EM1，第二晶体管开关302的漏极302d和源极302s分别电性连接至数据线DL和第一晶体管开关301的栅极301g。第三晶体管开关303的漏极303d和源极303s分别电性连接至电压源VDD和第二发光元件103。第四晶体管开关304的栅极304g、漏极304d和源极304s分别电性连接至第二扫描线EM2、数据线DL和第三晶体管开关303的栅极303g。第一电容C1的一端电性连接至电压源VDD和第一晶体管开关301的漏极301d，另一端电性连接至第一晶体管开关301的栅极301g和第二晶体管开关302的源极302s。第二电容C2的一端电性连接至电压源VDD和第三晶体管开关303的漏极303d，另一端电性连接至第三晶体管开关303的栅极303g和第四晶体管开关304的源极304s。
为了方便说明起见，本实施例中控制电路104的第一晶体管开关301、第二晶体管开关302、第三晶体管开关303和第四晶体管开关304都是以N型晶体管来实现，但不以此为限。在其他实施例中。控制电路104的第一晶体管开关301、第二晶体管开关302、第三晶体管开关303和第四晶体管开关304，亦可以P型晶体管来实施。
当控制电路104选择开启第一发光元件102时，控制电路104会经由第一扫描线EM1和第二扫描线EM2输出控制信号，以关闭第四晶体管开关304，同时开启第二晶体管开关302；并经由数据线DL输出控制信号，通过第二晶体管开关302使第一晶体管开关301使能(enable)，借此使电流由电压源VDD通过第一晶体管开关301注入第一发光元件102。当控制电路104选择开启第二发光元件103时，控制电路104会经由第一扫描线EM1和第二扫描线EM2输出控制信号，以关闭第二晶体管开关302，同时开启第四晶体管开关304；并经由数据线DL输出控制信号，通过第四晶体管开关304使第三晶体管开关303使能，借此使电流由电压源VDD通过第三晶体管开关303注入第二发光元件103。
在本发明的一些实施例中，第一晶体管开关301和第三晶体管开关303可以是以同一道制程所制作而成的薄膜晶体管元件(TFT)。注入第一发光元件102和第二发光元件103的电流量，可以通过调整第一晶体管开关301和第三晶体管开关303的通道的尺寸来加以控制。其中，第一晶体管开关301的通道宽度W1与通道长度L1的比值(W1/L1，以下简称第一通道长宽比(channel aspect ratio))，实质小于第三晶体管开关303的通宽长度W2与通道度L2的比值(W2/L2，以下简称第二通道长宽比)。在本发明的一些实施例中，第二通道长宽比(W2/L2)和第一通道长宽比(W1/L1)的比值(W2/L2)/(W1/L1)实质大于1.5。为了方便说明起见，图3B仅示出第一晶体管开关301的通道宽度W1与通道长度L12的测量方式，其中第一晶体管开关301包含栅极301g、1源极301s、漏极301d以及半导体层SE。第三晶体管开关303的通宽长度W2与通道度L2的测量方式可依此类推。
详言之，在线性操作区间中，驱动薄膜晶体管元件的电流公式为：
IDS＝Cox×μ×W/L×(VGS-Vth)×VDS
其中，IDS为通过晶体管源极/漏极的电流、Cox为晶体管的单位电容、μ为晶体管的载子迁移率、W/L为通道长宽比、VGS为晶体管源极/栅极之间的电压、Vth为晶体管临界电压、VDS为晶体管源极/漏极之间的电压。由于，第一晶体管开关301和第三晶体管开关303是由同一道制程所制作。因此，晶体管的电流IDS、单位电容Cox和载子迁移率μ皆相同。在所施加的电压VGS和VDS相同的情形下，第一晶体管开关301和第三晶体管开关303长宽比(W/L)实质正比于注入第一晶体管开关301和第三晶体管开关303的电流量IDS1和IDS2。第一通道长宽比(W1/L1)和第二通道长宽比(W2/L2)的比值(W1/L1)/(W2/L2)，实质上正比于输出电流量IDS的比值，即：
IDS2/IDS1＝(W2/L2)/(W1/L1)
若以图2所示出的实施例中第一发光元件102和第二发光元件103的电流密度来换算注入第一发光元件102和第二发光元件103的电流量。再代入上述公式，即可推算出第一晶体管开关301和第三晶体管开关303的第一通道长宽比(W1/L1)和第二通道长宽比(W2/L2)的比值(W2/L2)/(W1/L1)，实质为IDS2/IDS1＝4×10-5A/1.3×10-5A＝10/3。然而，第一通道长宽比(W1/L1)和第二通道长宽比(W2/L2)并不以此为限，该技术领域中技术人员皆可根据实际需要，通过调整第一晶体管开关301和第三晶体管开关303的通道宽度W1和W2与通道长度L1和L2，来调整控制注入第一晶体管开关301和第三晶体管开关303的电流量IDS1和IDS2。
显示装置100的控制电路的布线方式并不以此为限。请参照图4A和图4B，图4A和图4B是根据本发明的另一实施例，示出显示装置100的部分控制电路404的布线图及其操作状态。控制电路404包括第一晶体管开关41、第二晶体管开关42、第三晶体管开关43、第一电压源OVSS、第二电压源OVDD、第一扫描线EM1、第二扫描线EM2、数据线DL以及电容C4。
其中，第一晶体管开关41、第二晶体管开关42和第三晶体管开关43可以是具有N型电性的晶体管，但并不以此为限。在本发明的一些实施例中，第一晶体管开关41、第二晶体管开关42和第三晶体管开关43可以是具有P型电性的晶体管。
第一发光元件102电性连接至第一电压源OVSS。第一晶体管开关41与第一发光元件102并联；且第一晶体管开关41的栅极41g和源极41s分别电性连接至第一扫描线EM1和第一电压源OVSS；漏极41d则与第三晶体管开关43的源极43s电性连接。第二发光元件103电性连接至第二电压源OVDD。第二晶体管开关42与第二发光元件103并联；且第二晶体管开关42的栅极42g和漏极42d分别电性连接至第二扫描线EM2和第二电压源OVDD；源极42s则与第三晶体管开关43的漏极43d电性连接。第三晶体管开关43的栅极43g、源极43s和漏极43d分别电性连接至数据线DL、第一发光元件102和第二发光元件103。电容C4的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关43的栅极43g，另一端电性连接至第一发光元件102、第一晶体管开关41的源极41s和第一电压源OVSS。在本发明的一些实施例中，数据线DL和第三晶体管开关43之间，还包括一个控制开关45。
当控制电路404选择开启第一发光元件102时(如图4A所示出)，控制电路404会经由第一扫描线EM1、第二扫描线EM2输出控制信号，以关闭第一晶体管开关41，同时开启第二晶体管开关42；并经由数据线DL输出控制信号，通过控制开关45使第三晶体管开关43使能，借此使电流I41由电压源OVDD通过第二晶体管开关42、第三晶体管开关43注入第一发光元件102。当控制电路404选择开启第二发光元件103时(如图4B所示出)，控制电路404会经由第一扫描线EM1、第二扫描线EM2输出控制信号，以关闭第二晶体管开关42，同时开启第一晶体管开关41。并经由数据线DL输出控制信号，通过控制开关45使第三晶体管开关43使能，借此使电流I42由电压源OVDD注入第二发光元件103。
请参照图5，图5是根据本发明的一实施例示出显示装置100的部分控制电路504的布线图。其中，控制电路504的布线方式与图4A和图4B所示出的控制电路404类似，差别在于图4A和图4B中的电容C4与图5中的电容C5连接方式不同。在本实施例中，电容C5的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关43的栅极43g，另一端电性连接至第二发光元件103、第二晶体管开关42的漏极42d和第二电压源OVDD。由于，控制电路504的控制方式与操作状态和图4A和图4B所示出者相同故不在此赘述。
请参照图6，图6是根据本发明的一实施例示出显示装置100的部分控制电路604的布线图。其中，控制电路604的布线方式与图4A和图4B所示出的控制电路404类似，差别在于图4A和图4B中的电容C4与图6中的电容C6连接方式不同。在本实施例中，电容C6的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关43的栅极43g，另一端电性连接至第二发光元件103、第二晶体管开关42的源极42s和第三晶体管开关43的漏极43d。由于，控制电路604的控制方式与操作状态和图4A和图4B所示出者相同故不在此赘述。
请参照图7，图7是根据本发明的一实施例示出显示装置100的部分控制电路704的布线图。其中，控制电路704的布线方式与图4A和图4B所示出的控制电路404类似，差别在于图4A和图4B中的电容C4与图7中的电容C7连接方式不同。在本实施例中，电容C7的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关43的栅极43g，另一端电性连接至第一发光元件102、第一晶体管开关41的漏极42d和第三晶体管开关43的源极43g。由于，控制电路704的控制方式与操作状态和图4A和图4B所示出者相同故不在此赘述。
在本发明的一些实施例中，显示装置100的控制电路还可以包括一个感测电路。例如，请参照图8A和图8B，图8A和图8B是根据本发明的又一实施例，示出显示装置100的部分控制电路804的布线图及其操作状态。控制电路804包括第一晶体管开关81、第二晶体管开关82、第三晶体管开关83、控制开关85、第一电压源OVSS、第二电压源OVDD、第一扫描线EM1、第二扫描线EM2、数据线DL、电容C8以及感测电路SL。其中，感测电路SL可以连接外部的参考电路(未示出)，对注入第一发光元件102和第二发光元件103的电流进行外部补偿。
第一晶体管开关81、第二晶体管开关82、第三晶体管开关83和控制开关85可以是具有N型电性的晶体管，但并不以此为限。在本发明的一些实施例中，第一晶体管开关81、第二晶体管开关82、第三晶体管开关83和控制开关85可以是具有P型电性的晶体管。
第一发光元件102电性连接至第一电压源OVSS。第一晶体管开关81的栅极81g电性连接至第一扫描线EM1，源极81s电性连接至感测电路SL，漏极81d与第一发光元件102和第三晶体管开关83的源极83s电性连接。第二发光元件103电性连接至第二电压源OVDD。第二晶体管开关82与第二发光元件103并联；且第二晶体管开关82的栅极82g和漏极82d分别电性连接至第二扫描线EM2和第二电压源OVDD；源极82s则与第三晶体管开关83的漏极83d电性连接。第三晶体管开关83的栅极83g、源极83s和漏极83d分别电性连接至数据线DL、第一发光元件102和第二发光元件103。电容C8的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关83的栅极83g，另一端电性连接至第一发光元件102、第三晶体管开关83的源极83s和第一晶体管开关81。控制开关85电性连接于数据线DL和第三晶体管开关83之间。
当控制电路804选择开启第一发光元件102时，控制电路804会经由第一扫描线EM1、第二扫描线EM2输出控制信号，以关闭第一晶体管开关81，并开启第二晶体管开关82；且使控制开关85使能，并经由数据线DL输出控制信号，通过控制开关85开启第三晶体管开关83，借此使电流I81由第二电压源OVDD流经第二晶体管开关82和第三晶体管开关83而注入第一发光元件102(如图8A所示)。当控制电路804选择开启第二发光元件103时，控制电路804会经由第一扫描线EM1、第二扫描线EM2输出控制信号，以开启第一晶体管开关81，同时关闭第二晶体管开关82；且使控制开关85使能，并经由数据线DL输出控制信号，通过控制开关85开启第三晶体管开关83，借此使电流I82由第二电压源OVDD注入第二发光元件103(如图8B所示)。
请参照图9，图9是根据本发明的一实施例，示出显示装置100的部分控制电路904的布线图。其中，控制电路904的布线方式与图8A和图8B所示出的控制电路804类似，差别在于图8A和图8B中的电容C8与图9中的电容C9连接方式不同。在本实施例中，电容C9的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关83的栅极83g，另一端电性连接至第一发光元件102和第一电压源OVSS。由于，控制电路904的控制方式与操作状态和图8A和图8B所示出者相同故不在此赘述。
请参照图10，图10是根据本发明的一实施例，示出显示装置100的部分控制电路1004的布线图。其中，控制电路1004的布线方式与图8A和图8B所示出的控制电路804类似，差别在于图8A和图8B中的电容C8与图10中的电容C10连接方式不同。在本实施例中，电容C10的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关83的栅极83g，另一端电性连接至第二发光元件103、第二晶体管开关82的漏极82d和第二电压源OVDD。由于，控制电路1004的控制方式与操作状态和图8A和图8B所示出者相同故不在此赘述。
请参照图11，图11是根据本发明的一实施例示出显示装置100的部分控制电路1104的布线图。其中，控制电路1104的布线方式与图8A和图8B所示出的控制电路804类似，差别在于图8A和图8B中的电容C8与图11中的电容C11连接方式不同。在本实施例中，电容C11的一端电性连接至数据线DL和第三晶体管开关83的栅极83g，另一端电性连接至第二发光元件103、第二晶体管开关82的源极82s和第三晶体管开关83的漏极83d。由于，控制电路1104的控制方式与操作状态和图8A和图8B所示相同故不在此赘述。
值得注意的是，图11所示出的第一晶体管81、第一发光元件102、第二晶体管82、第三晶体管开关83、控制开关85和第二发光元件103的连接方式，并不以此为限。其还可以根据第一晶体管开关81、第二晶体管开关82、第三晶体管开关83和控制开关85所采用的晶体管的电性(N型或P型)差异来进行调整。例如在本发明的另一实施例中，可以将第二晶体管82的一端电性连接至感测电路SL，另一端与第一发光元件102电性连接，第一晶体管开关81与第一发光元件103并联(未示出)。
请参照图12，图12是根据本发明的另一实施例示出显示装置100的部分控制电路1204的布线图。控制电路1204包括第一晶体管开关121、第二晶体管开关122、第三晶体管开关123、控制开关125、第一电压源OVSS、第二电压源OVDD、第一扫描线EM1、第二扫描线EM2、数据线DL、电容C12以及感测电路SL。控制电路1204的布线方式与图11所示出的控制电路1104类似，差别在于图12中的第二晶体管开关122并未与与第二发光元件103并联；且第一晶体管开关121和第二晶体管开关122的一端皆与感测电路SL电性连接。
值得注意的是，显示装置100的控制电路的布线方式并不以此为限。例如，图4A至图12实施例中的第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关、控制开关、第一发光元件和第二发光元件相互之间的连接方式，可以根据第一晶体管开关、第二晶体管开关、第三晶体管开关和控制开关的电性不同(N型或P型)来进行调整。
根据上述实施例，本发明是在提供一种显示装置，具有至少两个发出同一色系的色光的发光元件。此二发光元件分别具有两个彼此交叉的发光效率-注入电流密度函数，可在此交叉处决定出一个临界转换电流密度。可根据环境亮度或显示装置的影像灰阶，选择性地开启第一发光元件和第二发光元件至少一者。对被开启的第一发光元件施加第一电流，使被开启的第一发光元件具有第一注入电流密度。对被开启的第二发光元件施加第二电流，使被开启的第二发光元件具有第二注入电流密度。其中，第一注入电流密度小于临界转换电流密度，且临界转换电流密度小于第二注入电流密度。
由于，第一发光元件和第二发光元件分别在具有第一注入电流密度和第二注入电流密度时，可以得到较佳的发光效率。因此，通过在不同亮度环境或显示装置的影像灰阶下，选择开启发光效率较佳的发光元件，并关闭发光效率较差的发光元件，可有效的降低显示装置的耗电量，达到高效节能的目的。在本发明的一些实施例中，还可根据显示需求同时开启第一发光元件和第二发光元件，或在第一发光元件和第二发光元件的一者失效时，选择开启未失效的另一者，达到提高显示装置发光稳定性的目的。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何该技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
一基板，包括一像素区；
一第一发光元件，设置于该像素区中，用以发出一第一色光，且具有一第一发光效率-注入电流密度函数；以及
一第二发光元件，设置于该像素区中，用以发出一第二色光，具有一第二发光效率-注入电流密度函数，该第二发光效率-注入电流密度函数与该第一发光效率-注入电流密度函数交叉处用以定义出一临界转换电流密度，其中该第一色光与该第二色光具有同一色系。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一发光元件与该第二发光元件为红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管、黄色发光二极管、青色发光二极管或白色发光二极管。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中该第一色光的主波长和该第二色光的主波长差值小于50nm。
4.如权利要求1所述的显示装置，还包括一控制电路，用于以选择性地开启该第一发光元件和该第二发光元件至少一者，其中该第一发光元件和该第二发光元件分别具有一第一注入电流密度和一第二注入电流密度，且该临界转换电流密度位于该第一注入电流密度和该第二注入电流密度之间。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中该控制电路根据一环境亮度，选择性地开启该第一发光元件和该第二发光元件至少一者。
6.如权利要求4所述的显示装置，其中该控制电路根据一影像灰阶，选择性地开启该第一发光元件和该第二发光元件至少一者。
7.如权利要求4所述的显示装置，该控制电路包括：
一第一晶体管开关，电性连接该第一发光元件与一电压源，且具有一第一通道长宽比；
一第二晶体管开关，电性连接一第一扫描线、一数据线以及该第一晶体管开关；
一第三晶体管开关，电性连接该第二发光元件与该电压源，且具有一第二通道长宽比；以及
一第四晶体管开关，电性连接一第二扫描线、该数据线以及该第三晶体管开关。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中该第一通道长宽比小于该第二通道长宽比。
9.如权利要求4所述的显示装置，该控制电路包括：
一第一晶体管开关，与该第一发光元件并联，并电性连接一第一电压源和一第一扫描线；
一第二晶体管开关，与该第二发光元件并联，并电性连接一第二电压源和一第二扫描线；
一控制开关，电性连接一数据线；
一第三晶体管开关，电性连接该控制开关、该第一晶体管开关、该第一发光元件、该第二晶体管开关、以及该第二发光元件；以及
一电容，一端电性连接该控制开关，另一端选择性地连接该第一发光元件或该第二发光元件。
10.如权利要求4所述的显示装置，该控制电路包括：
一第一晶体管开关，电性连接该第一发光元件、一感测电路和一第一扫描线；
一第二晶体管开关，与该第二发光元件并联，并连接一第二电压源和一第二扫描线；
一控制开关，电性连接一数据线；
一第三晶体管开关，电性连接该控制开关、该第一晶体管开关、该第一发光元件、该第二晶体管开关以及该第二发光元件；以及
一电容，一端电性连接该控制开关，另一端选择性地电性连接该第一发光元件或该第二发光元件。
11.如权利要求4所述的显示装置，该控制电路包括：
一第一晶体管开关，电性连接一感测电路、该第一发光元件和一第一扫描线；
一第二晶体管开关，电性连接该感测电路、该第二发光元件和一第二扫描线；
一控制开关，电性连接一数据线；
一第三晶体管开关，电性连接该控制开关、该第一晶体管开关、该第一发光元件、该第二晶体管开关以及该第二发光元件；以及
一电容，一端连接该控制开关，另一端选择性地电性连接该第一发光元件或该第二发光元件。
12.如权利要求4所述的显示装置，其中该第一发光元件和该第二发光元件共同地通过一连接件设置于该像素区中，并以一内连线将该第一发光元件和该第二发光元件与该控制电路连接。
13.一种显示装置的控制方法，包括：
提供一显示装置，包括：
一基板，包括一像素区；
一第一发光元件，设置于该像素区中，用以发出一第一色光；以及
一第二发光元件，设置于该像素区中，用以发出一第二色光，其中该第一色光与该第二色光具有同一色系；
通过该第一发光元件的一第一发光效率-注入电流密度函数以及该第二发光元件的一第二发光效率-注入电流密度函数的交叉处以定义出一临界转换电流密度；
根据一环境亮度或该显示装置的一影像灰阶，选择性地开启该第一发光元件和该第二发光元件至少一者，其中被开启的该第一发光元件被施加一第一电流且具有一第一注入电流密度，而被开启的该第二发光元件被施加一第二电流且具有一第二注入电流密度；
其中该第一注入电流密度小于该临界转换电流密度，且该临界转换电流密度小于该第二注入电流密度。
14.如权利要求13所述的显示装置的控制方法，其中该显示装置还包括采用一控制电路，该控制电路根据一第一环境亮度以开启该第一发光元件，以及根据一第二环境亮度以开启该第二发光元件。
15.如权利要求14所述的显示装置的控制方法，其中该第一环境亮度小于该第二环境亮度。
16.如权利要求14所述的显示装置的控制方法，其中该控制电路根据一第三环境亮度同时开启该第一发光元件和该第二发光元件。
17.如权利要求13所述的显示装置的控制方法，其中该显示装置还包括采用一控制电路，该控制电路根据一第一灰阶值以开启该第一发光元件，以及根据一第二灰阶值以开启该第二发光元件。
18.如权利要求17所述的显示装置的控制方法，其中该第一灰阶值小于该第二灰阶值。
19.如权利要求14所述的显示装置的控制方法，其中该控制电路根据一第三灰阶值同时开启该第一发光元件和该第二发光元件。
20.如权利要求13所述的显示装置的控制方法，其中当所要开启的该第一发光元件和该第二发光元件的一者失效时，选择开启该第一发光元件和该第二发光元件的另一者。
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