CN103531159A - 显示设备和驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包括像素单元的显示设备及其驱动方法。所述像素单元包括:像素晶体管,其通过栅极线的驱动而电导通;像素,其包括像素电极、对置电极以及液晶层;辅助电容器;以及反熔丝元件。在所述像素单元中,所述液晶层形成在所述像素电极和所述对置电极之间,所述像素单元设置在多条栅极线和多条信号线之间的每个交叉点处,且所述像素电极、所述辅助电容器的一端和所述反熔丝元件的一端连接到所述像素晶体管的漏极。根据本发明,在不同于传统方法而没有使用额外的激光照射设备以及没有引起其它缺陷的情况下,通过将亮点转换为暗点可以更有效地提高产量。
Description
技术领域
本发明涉及所谓的有源矩阵型显示设备及其驱动方法。特别地,本发明涉及通过将亮点缺陷转换为暗点来提高制造产量的技术。
背景技术
近年来,在液晶显示设备中,对于重视对比度的产品来说通常采用常黑模式(normally black mode)。在常黑模式中,在不向液晶施加电压时执行黑色显示。在施加电压时,以对应于电压电位的方式增加光透射。
在常黑模式中,当像素电极短路到与对置电极电位不同的电位时,例如像素晶体管的栅极电位或者像素附近出现的诸如地电位等电位,则会引起亮点缺陷的问题。
在显示设备的制造过程中,产生的这种亮点缺陷由于产量下降而成为问题。
为了解决亮点缺陷的问题,日本专利申请特开号平5-313167(在下文中称为专利文献1)和日本专利申请特开号平8-15660(在下文中称为专利文献2)公开了一种使用激光束对作为目标的缺陷像素进行照射的方法,以破坏和除去缺陷像素,从而将亮点转换成暗点。
通常,作为像素缺陷,暗点的光谱发光效率(spectral luminous efficiency)低于亮点的光谱发光效率。因此,从亮点到暗点的上述转换能够提高产品的产量。
然而,除需要显示设备的制造设备之外,上述传统方法还需要激光照射设备。此外,存在有如下担心:由于由激光照射产生的碎屑而产生杂质等,并产生其它缺陷。
发明内容
根据本发明实施例,显示设备进行如下构造。
即,根据本发明实施例的显示设备包括像素单元,所述像素单元包括:像素晶体管,其通过栅极线的驱动而电导通;像素,其包括像素电极、对置电极以及液晶层;辅助电容器;以及反熔丝元件,其中所述液晶层形成在所述像素电极和所述对置电极之间,所述像素单元设置在多条栅极线和多条信号线之间的每个交叉点处。
另外,在所述像素单元中,所述像素电极、所述辅助电容器的一端和所述反熔丝元件的一端连接到所述像素晶体管的漏极。
此外,根据本发明的另一实施例,提供了一种用于根据本发明实施例的显示设备的驱动方法,所述方法进行如下配置。
即,在根据本发明另一实施例的驱动方法中,对于根据本发明实施例的显示设备,通过至少驱动与作为亮点的所述像素单元相连接的所述栅极线,以使所述反熔丝元件电导通。
在根据本发明实施例的显示设备中,反熔丝元件设置为并联于像素。通过驱动方法使反熔丝元件电导通,可以使像素电极短路成与对置电极电位相等的电位。即,通过反熔丝元件的电导通,可以使像素电极短路成与对置电极电位相等的电位,而不是短路成像素晶体管的栅极电位。以这种方式,像素电极可以短路成与对置电极电位相等的电位处。因此,可以将成为亮点的像素转换为暗点。
相比于亮点,暗点具有显著低的光谱发光效率。因此,通过上述从亮点到暗点的转换,能够提高产品产量。
与传统的用于将亮点转换成暗点的方法不同的是,没有通过激光照射来破坏像素。因此,在没有使用额外的激光照射设备以及没有引起其它缺陷的情况下,能够更有效地将亮点转换为暗点。
如上所述,根据本发明的实施例,在不同于传统方法而没有使用额外的激光照射设备以及没有引起其它缺陷的情况下,通过将亮点转换为暗点可以更有效地提高产量。
根据最佳方式实施例的下面详细描述,如附图所示,本发明的这些和其它目的、特征和优点会更加清楚。
附图说明
图1是示出了根据实施例的显示设备的像素单元的构造的电路图;
图2是示出了传统像素单元的构造的电路图;
图3是常黑模式有关的说明图;
图4等效地示出了在像素晶体管发生缺陷时像素单元的电路构造;
图5等效地示出了在通过反熔丝元件(anti-fuse element)的电导通将亮点转换为暗点时像素单元的电路构造;
图6是显示面板的整体构造的框图;
图7是用于说明显示面板的典型驱动方法的时序图;
图8是用于说明使反熔丝元件电导通的驱动方法的时序图;
图9示出了用于检测亮点像素并使亮点像素的反熔丝元件电导通的构造示例;以及
图10是示出了显示设备中的像素单元的作为变形示例的构造的电路图。
具体实施方式
在下文中,将说明本发明的实施例。
注意,将按照以下顺序进行说明。
1.根据实施例的显示设备
1-1.像素单元的构造
1-2.在本实施例中从亮点到暗点的转换
2.用于使反熔丝元件电导通的驱动方法
3.变形示例
1.根据实施例的显示设备
1-1.像素单元的构造
图1是示出了作为实施例的显示设备的像素单元P的构造的电路图。
图2示出了作为比较示例的传统显示设备的像素单元P’的构造。
首先作如下假定:本实施例的显示设备是所谓的有源矩阵型液晶显示设备,并且图1所示的像素单元P是形成于多条栅极线Lg和多条信号线Ls之间的每个交叉点处的像素单元。尽管只抽取及示出了设置在一个交叉点处的像素单元P的构造作为代表,但设置在其它交叉点处的像素单元P的构造与图1所示的构造相同。
另外,本实施例的显示设备是具有所谓的常黑模式的显示设备。
图3是有关常黑模式的说明图。注意,图3示意性示出了像素1、偏光板10和11、入射光Li、偏光状态(实线箭头)以及液晶层1a中的液晶取向状态。像素1包括像素电极1b、对置电极1c和液晶层1a。液晶层1a设置在像素电极1b和对置电极1c之间。偏光板10和11布置在像素1之前和之后。入射光Li从偏光板10侧入射。光依次穿过偏光板10、像素1和偏光板11。液晶层1a取决于像素1上的电压的开启/关闭。
如图3所示,常黑模式意味着:当向像素1施加的电压关闭时(像素电极1b和对置电极1c具有相同的电位),执行黑色显示,并且当向像素1施加的电压开启时(像素电极1b和对置电极1c具有不同的电位),发射光。
再次参照图1。
在图1中,像素单元P包括像素1、辅助电容器Cs和像素晶体管Tr。
像素1包括像素电极1b和对置电极1c。对置电极1c连接到公共电压信号线。电位Vcom被施加到对置电极1c。液晶层1a设置在像素电极1b和对置电极1c之间。
在像素晶体管Tr中,它的栅极(图中的G)连接到栅极线Lg。源极(图中的S)连接到信号线Ls。另外,像素1的像素电极1b和辅助电容器2的第一电极2a连接到像素晶体管Tr的漏极(图中的D)。
如图所示,辅助电容器2的第二电极2b(与第一电极2a相对的电极)连接到公共电压信号线Lcom。
在此像素单元P中,栅极电压Vddg经由栅极线Lg被施加到像素晶体管Tr的栅极。像素晶体管Tr电导通。在此状态下,经由信号线Ls施加信号电压Vsig。因此,针对像素1进行信号写入。
上述到此为止的构造与图2所示的传统像素单元P’的构造相同。
本实施例的像素单元P具有反熔丝元件3。
具体地,反熔丝元件3在其一端连接到像素晶体管Tr的漏极。反熔丝元件3在其另一端连接到公共电压信号线Lcom。
也就是说,反熔丝元件3与像素1和辅助电容器Cs并联并连接到像素晶体管Tr的漏极。
1-2.本实施例中从亮点到暗点的转换
在相关技术中,在像素单元P’中,由于像素晶体管Tr的栅极氧化物膜的缺陷等而可能产生像素晶体管Tr的栅极和像素电极1b的短路的缺陷。
图4等效示出了在像素晶体管Tr产生缺陷时像素单元P’的电路构造。在采用常黑模式的情况下,对应于像素晶体管Tr的栅极和像素电极1b的上述短路,像素电极1b通过图中的电阻Rg被上拉到栅极电位Vddg。
于是,在像素电极1b和对置电极1c之间恒定地施加了与“Vddg-Vcom”的量相对应的直流电压。因此,在这种情况下,像素1变成亮点。
因此,在本实施例中,如图1所示,像素单元P设置有反熔丝元件3。通过使作为亮点的像素单元P中的反熔丝元件3电导通,像素单元P从亮点转换为暗点,以提高产量。
图5等效示出了在反熔丝元件3电导通时像素单元P的电路构造。
如图所示,电导通后的反熔丝元件3可以被看作是具有所需电阻值的电阻Rh。
在本实施例中,反熔丝元件3的电阻Rh的电阻值小于像素晶体管Tr的栅极和像素电极1b之间的电阻Rg的电阻值(当由于缺陷而在像素晶体管Tr的栅极和像素电极1b之间发生短路时,像素晶体管Tr的栅极和漏极之间的电阻值)。
这样,当像素晶体管Tr出现缺陷时,像素电极1b可以与对置电极1c的电位一样短路成相同的电位。也就是说,像素电极1b可以基本上被下拉到共同电压信号线Lcom的电位Vcom。
结果,可以防止产生与对置电极1c之间的电位差异。像素1可以恒定地处于黑色显示状态(暗点)。也就是说,能够将要成为亮点的像素1转换成暗点。
以这种方式,能够将要成为亮点的像素1改变成具有低光谱发光效率的暗点。因此,可以提高产品产量。
与上述传统的用于将亮点转换为暗点的方法(专利文献1和2)不同的是,没有使用通过激光照射破坏像素的方法。因此,在没有使用额外的激光照射设备以及没有引起其它缺陷的情况下,能够通过将亮点转换为暗点来更有效地提高产量。
2.使反熔丝元件电导通的驱动方法
接下来,将参照图6至8说明用于使反熔丝元件3电导通的具体驱动方法。
图6是本实施例的显示设备的显示面板的整体构造的框图。
在本实施例中,将首先描述下面的示例。在该示例中,在水平方向上排列的信号线Ls以每n个信号线Ls进行分组。对于每n个信号线Ls,同时进行写入(所谓的n相驱动)。具体而言,本示例涉及布置在单个栅极线Lg上的像素单元P的驱动。不进行每个像素单元P的顺序写入。而是对每n个像素单元P进行同时写入。
在这种情况下,将受到同时写入的模块的数量设定为1。因此,该显示面板设置有n*1个信号线Ls。
图中的H1、H2、...H1成为用于在n相驱动时对各个模块进行同时写入的同步信号。具体地,这些信号是用于开启/关闭属于每个模块的n个信号线的信号。
在图6中,显示面板的栅极线Lg被设定为m个栅极线Lg。在此,m个栅极线Lg由V1、V2、…、Vm表示。
此外,n个信号线Ls由D1、D2、…、Dn表示。
在图中,只抽取和示出了栅极线Lg上的属于第二个同时写入模块(根据同步信号H2对其执行写入的模块)的n个(总共n*m个)像素单元P。总数m*n个像素单元P由参考符号P11至Pmn表示。在此,对于像素单元P的附图标记,左侧的下标符号表示与像素单元P连接的栅极线Lg,右侧的下标符号表示与像素单元P连接的信号线Ls。
在该显示面板中,图中的栅极线驱动电路15驱动m个栅极线Lg。此外,信号线驱动电路16驱动n*1个信号线Ls。
具体地,栅极线驱动电路15在一个帧周期内一个接一个地顺序驱动m个栅极线Lg。
针对每n个信号线,信号线驱动电路16通过使用同步信号H1至H1来接通/断开信号线。在一个水平线周期(1H周期)内,针对每n个信号线,顺序驱动总数n*1个信号线。
图7是用于说明显示面板的典型驱动方法的时序图。
在图7中,抽取并示出了针对图6所示的第二栅极线D2上的第二个同时写入模块的驱动波形。具体地,示出了同步信号H2、每个信号线D1、D2和Dn的驱动信号、以及每个像素单元P21、P22和P2n中的像素电极1b上的施加电压。
在正常驱动时,将与显示数据相对应的信号电压Vsig(图中的电位Vsig21、Vsig22、Vsig2n)施加到信号线D1、D2和Dn。此时,电压Vsig与施加到对置电极1c的电位Vcom之间的差值变为施加到像素1和反熔丝元件3的有效电压(图中斜线部分)。
图8是用于说明使反熔丝元件电导通的驱动方法的时序图。
在此,将像素单元P22中出现亮点缺陷而且像素单元P22中的反熔丝元件3电导通的情况作为示例进行说明。
如同图7,图8示出了同步信号H2、每个信号线D1、D2和Dn的驱动信号、以及每个像素单元P21、P22和P2n中的像素电极1b上的施加电压。
当反熔丝元件3电导通时,在被选择的与作为目标的像素单元P(这种情况下为像素单元P22)相连接的栅极线Lg(这种情况下为栅极线V2)的水平线周期内,通过仅驱动与作为目标的像素单元P相连接的信号线Ls(这种情况下为信号线D2),将具有比反熔丝元件3的电击穿电压更高的电位的电压施加到反熔丝元件3。
具体地,在本示例中,如图所示,将公共电压信号线Lcom的电位Vcom设定为GND(或者尽可能低的电位)。除了使反熔丝元件3电导通的像素单元P之外,将信号线电压Vsig也设定为与电位Vcom相同的电位。只是将使反熔丝元件3电导通的像素单元P的信号线电压Vsig设定为等于或高于反熔丝元件3的电击穿电压的电位。
由此,仅选择性地使作为目标的像素单元P中的反熔丝元件3电导通。
注意,在图8中,像素单元P22的斜线部分对应于施加到反熔丝元件3的有效电压(电压*时间)。
图9示出了用于检测亮点像素并使亮点像素的反熔丝元件3电导通的构造示例。
首先,在图9中,显示设备20表示包括上文参照图6所述的显示面板的显示设备。如图所示,显示设备20至少包括显示单元21、栅极线驱动电路15、信号线驱动电路16、以及显示控制电路22。在此,显示单元21是指从图6所示的显示面板中去除栅极线驱动电路15和信号线驱动电路16后所得的部分。在图中,信号线驱动电路16和显示单元21之间的粗线H所表示的线通常表示图6所示的同步信号线H1、H2、...H1。粗线D所表示的线通常表示图6所示的n*1个信号线D。
显示控制电路22命令栅极线驱动电路15按照预定时序驱动m个栅极线V1至Vm。此外,显示控制电路22命令信号线驱动电路16执行同步信号H1至H1的输出控制以及用于每n个信号线D的信号线D的驱动控制。而且,显示控制电路22可以调节通过公共电压信号线Lcom提供到显示单元21的电位Vcom。
在这种情况下,成像设备30和检测设备40用来检测亮点像素。
如图所示,成像设备30包括成像单元31和图像处理器32。成像单元31包括成像透镜31A和成像元件31B。图像处理器32通过处理成像元件31B的检测信号来获取捕捉图像信号。
成像设备30捕捉显示单元21的显示器图像。由此获得的捕捉图像信号被提供到检测设备40。
检测设备40包括缺陷检测器41和修正目标像素地址计算器42。
根据从成像设备30提供的捕捉图像信号,缺陷检测器41检测那个捕捉图像中的亮点的位置。然后,缺陷检测器41将位置信息提供到修正目标像素地址计算器42。
基于缺陷检测器41所提供的位置信息,修正目标像素地址计算器42计算缺陷像素(亮点像素)在显示单元21上的像素地址。然后,修正目标像素地址计算器42将所计算的像素地址的有关信息提供至显示设备20中的显示控制电路22。
显示控制电路22控制栅极线驱动电路15和信号线驱动电路16并调节电位Vcom,使得由所提供的像素地址的有关信息指定的像素单元P中的反熔丝元件3电导通。注意,用于使所指定的像素单元P中的反熔丝元件3电导通的驱动方法是上文参照图8所述的方法。在此不再重复说明。
注意,例如,如果不存在亮点,则亮点不存在的有关信息仅需要显示在检测设备40的显示单元(未示出)上,并且呈现给检查者等。
如果像素电极1b由于像素单元P中的像素晶体管Tr的缺陷而与栅极线Lg短路并从而使像素单元P变为亮点,则需要考虑即使通过驱动栅极线Lg也不能使栅极开启的情况。
考虑到这种情形,期望将反熔丝元件3的电击穿电压设定为低于栅极电位Vddg。
如同在上述方法中,在对反熔丝元件3的电击穿电压进行这种设定的情况下,采用了使电位Vcom降低到与GND具有相同电位的方法。由此,通过将栅极电压Vddg施加到与作为目标的像素单元P相连接的栅极线Lg,能够使像素单元P中的反熔丝元件3电导通。也就是说,即使栅极电压Vddg的施加不会开启栅极,仍能够使作为目标的反熔丝元件3电导通。
注意,在这种情况下,仅通过将栅极电压Vddg施加到与作为目标的像素单元P(即,作为亮点的像素单元P)相连接的栅极线Lg,能够仅使作为目标的像素单元P中的反熔丝元件3电导通。然而,此时,可以任意选择是否驱动信号线Ls。
如果省略了信号线Ls的驱动,则能够进一步简化用于使反熔丝元件3电导通的驱动方法。
在上文中,假定采用了使电位Vcom降低到具有与GND相同电位的方法。然而,如果不采用该方法,则仅需要将具有比反熔丝元件3的电击穿电压高的电位的电压施加到与作为目标的像素单元P相连接的栅极线Lg。
3.变型示例
尽管上面已经说明了本发明的实施例,但是本发明不应当限制于上述具体示例。
例如,在上面的说明中,假设采用这样的构造:辅助电容器2的第二电极2b与像素1的对置电极1c一起连接至公共电压信号线Lcom。因此,反熔丝元件3也连接到公共电压信号线Lcom。然而,如图10所示,也可以采用下面的构造。在此构造中,辅助电容器2的第二电极2b连接到与公共电压信号线Lcom分开设置的辅助电容器布线Lcs(例如,参见日本专利申请特开号2007-52290)。
如图10所示,如果辅助电容器2的第二电极2b以这种方式连接至辅助电容器布线Lcs,反熔丝元件3也可以连接到辅助电容器布线Lcs(称为像素单元P”)。具体地,在该像素单元P”中,反熔丝元件3的一端连接至像素晶体管Tr的漏极,而另一端连接至辅助电容器布线Lcs。
在此,尽管图中未示出,但辅助电容器布线Lcs短路成显示面板外的公共电压信号线Lcom的电位Vcom,或连接至用于产生与电位Vcom相同的电位的另一个电源。也就是说,以这种方式,辅助电容器布线Lcs的电位Vcs和公共电压信号线Lcom的电位Vcom具有几乎相同的电位。
因此,同样地,在采用图10所示的构造的情况下,通过使反熔丝元件3电导通使像素电极1b短路为与电位Vcom相同的电位。也就是说,如同图1所示的构造的情况,在图10所示的变形示例的构造的情况下,同样地,通过使反熔丝元件3电导通,能够将亮点转换成暗点。
应该注意的是,本发明还可以采用以下构造。
(1)显示设备,包括像素单元,所述像素单元包括:
像素晶体管,其通过栅极线的驱动而电导通;
像素,其包括像素电极、对置电极以及液晶层;
辅助电容器;以及
反熔丝元件,
其中,在所述像素单元中,所述液晶层形成在所述像素电极和所述对置电极之间,所述像素单元设置在多条栅极线和多条信号线之间的每个交叉点处,且所述像素电极、所述辅助电容器的一端和所述反熔丝元件的一端连接到所述像素晶体管的漏极。
(2)根据第(1)项的显示设备,其中,所述反熔丝元件在电导通之后的电阻值低于在所述栅极线和所述像素电极短路时所述像素晶体管的栅极和漏极之间的电阻值。
(3)根据第(2)项的显示设备,其中,所述反熔丝元件的电击穿电压低于栅极电压。
(4)根据第(1)至(3)项之一的显示设备,其中,所述反熔丝元件的另一端连接到公共电压信号线。
(5)根据第(1)至(3)项之一的显示设备,其中,所述反熔丝元件的另一端连接到辅助电容器布线。
(6)一种用于显示设备的驱动方法,所述显示设备包括像素单元,所述像素单元包括:
像素晶体管,其通过栅极线的驱动而电导通;
像素,其包括像素电极、对置电极以及液晶层;
辅助电容器;以及
反熔丝元件,
其中,在所述像素单元中,所述液晶层形成在所述像素电极和所述对置电极之间,所述像素单元设置在多条栅极线和多条信号线之间的每个交叉点处,且所述像素电极、所述辅助电容器的一端和所述反熔丝元件的一端连接到所述像素晶体管的漏极,
所述驱动方法包括:
至少驱动与作为亮点的所述像素单元相连接的所述栅极线,以使所述反熔丝元件电导通。
(7)根据第(6)项的驱动方法,还包括:
在施加用于使所述反熔丝元件电导通的电压之前,降低所述反熔丝元件的另一端的电位。
(8)根据第(6)或(7)项的驱动方法,还包括:
驱动与作为亮点的所述像素单元相连接的所述栅极线和所述信号线,以使所述反熔丝元件电导通。
(9)根据第(6)至(8)项之一的驱动方法,还包括:
向与作为亮点的所述像素单元相连接的所述栅极线施加如下电压,该电压的电位高于所述反熔丝元件的电击穿电压。
(10)根据第(6)至(9)项之一的驱动方法,还包括:
向与作为亮点的所述像素单元相连接的所述信号线施加如下电压,该电压的电位高于所述反熔丝元件的电击穿电压。
本申请包含与2012年7月5日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-151388的公开内容相关的主题,在这里将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本领域技术人员应当理解,依据设计要求和其它因素,可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合及改变。
Claims (10)
1.一种显示设备,所述显示设备包括像素单元,所述像素单元包括:
像素晶体管,其通过栅极线的驱动而电导通;
像素,其包括像素电极、对置电极以及液晶层;
辅助电容器;以及
反熔丝元件,
其中,在所述像素单元中,所述液晶层形成在所述像素电极和所述对置电极之间,所述像素单元设置在多条栅极线和多条信号线之间的每个交叉点处,且所述像素电极、所述辅助电容器的一端和所述反熔丝元件的一端连接到所述像素晶体管的漏极。
2.如权利要求1所述的显示设备,其中,所述反熔丝元件在电导通之后的电阻值低于在所述栅极线和所述像素电极短路时所述像素晶体管的栅极和漏极之间的电阻值。
3.如权利要求2所述的显示设备,其中,所述反熔丝元件的电击穿电压低于栅极电压。
4.如权利要求1所述的显示设备,其中,所述反熔丝元件的另一端连接到公共电压信号线。
5.如权利要求1所述的显示设备,其中,所述反熔丝元件的另一端连接到辅助电容器布线。
6.一种用于显示设备的驱动方法,所述显示设备包括像素单元,所述像素单元包括:
像素晶体管,其通过栅极线的驱动而电导通;
像素,其包括像素电极、对置电极以及液晶层;
辅助电容器;以及
反熔丝元件,
其中,在所述像素单元中,所述液晶层形成在所述像素电极和所述对置电极之间,所述像素单元设置在多条栅极线和多条信号线之间的每个交叉点处,且所述像素电极、所述辅助电容器的一端和所述反熔丝元件的一端连接到所述像素晶体管的漏极,
所述驱动方法包括:
至少驱动与作为亮点的所述像素单元相连接的所述栅极线,以使所述反熔丝元件电导通。
7.如权利要求6所述的驱动方法,其还包括:
在施加用于使所述反熔丝元件电导通的电压之前,降低所述反熔丝元件的另一端的电位。
8.如权利要求6所述的驱动方法,其还包括:
驱动与作为亮点的所述像素单元相连接的所述栅极线和所述信号线,以使所述反熔丝元件电导通。
9.如权利要求6所述的驱动方法,其还包括:
向与作为亮点的所述像素单元相连接的所述栅极线施加如下电压,该电压的电位高于所述反熔丝元件的电击穿电压。
10.如权利要求8所述的驱动方法,其还包括:
向与作为亮点的所述像素单元相连接的所述信号线施加如下电压,该电压的电位高于所述反熔丝元件的电击穿电压。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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