CN109671839A - 用于注射模制塑料包封的led光导组件 - Google Patents

用于注射模制塑料包封的led光导组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种发光装饰设备，其包括光导子组件。所述光导子组件包括半透明薄膜层，该半透明薄膜层在所述薄膜层的第一表面上具有增深剂以在所述薄膜层中界定多个半透明窗口。多个发光二极管各自在接近所述窗口中的一者处安装在所述薄膜层上。透明材料光导施加在所述窗口上方并且允许来自所述发光二极管的光传输穿过所述窗口。界定不透明聚合材料层的衬底共同地施加在所述发光二极管、所述光导和所述薄膜的第一表面上方，并且延伸超出所述薄膜层的周边。透明覆盖层在所述薄膜层的与所述第一表面相反的第二表面上方延伸，并且所述不透明聚合材料的一部分延伸超出所述薄膜层的周边。

Description

用于注射模制塑料包封的LED光导组件
技术领域
本公开大体上涉及注射模制背光式电容变化数字键(number pad)。
背景技术
本部分中的陈述仅仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能构成或不构成现有技术。
具有背光式视觉元件的电子组件可经由若干工艺来制造。最常见的是，将聚合材料树脂构成的塑料件模制成塑料的某个部分为透明或半透明的，其中包括一个或多个光源的电子部件在模制之后以机械方式附接到该塑料件，使得能够透过透明或半透明部分看见光，从而得到背光效果。最近，已经开发出将一个或多个光源嵌入在模制塑料件中的方法。一种此类方法是经由低压模制将光源和相关联电子部件(统称为“封装件”)包封在透明树脂中，然后将塑料注射模制在包封的封装件上方或周围。包封封装件从而嵌入在塑料中，其中塑料的某个部分为透明或半透明的，使得能够透过透明或半透明塑料看见来自包封封装件的光，从而得到背光效果。
另一种此类方法是将光源和相关联电子器件(“封装件”)安装到聚合物薄膜上，将所述薄膜形成为所需形状，然后将所形成的薄膜插入到具有大致相同形状的注射模具中。随后的步骤将塑料注射模制到所述薄膜上，使得封装件嵌入上面安装封装件的薄膜与已经模制到薄膜上的塑料之间，其中薄膜和/或塑料的若干部分为透明或半透明的，使得能够从部件外部看见来自光源的光，从而得到背光效果。
电子部件还可印刷到薄膜上。接着将薄膜插入到注射模具中，在注射模具处将塑料模制到薄膜上，电子部件嵌入在模制塑料中，使得当从模具移除塑料件时，将薄膜从塑料件剥离，从而留下电子部件嵌入在塑料件中或粘附到塑料件的表面。因此，尽管当前印刷薄膜组件实现了其预期目的，但需要一种用于印刷具有包封在光导中的发光二极管的薄膜组件的新型且改进的系统和方法。
因此，尽管当前光导组件实现了其预期目的，但需要一种用于注射模制光导组件的新型且改进的光导系统和方法。
发明内容
根据若干方面，一种发光装饰设备包括光导子组件。光导子组件包括半透明薄膜层，该半透明薄膜层具有设置在薄膜层的第一表面上的增深剂，以在薄膜层中界定窗口。LED在接近窗口处连接到薄膜层。由大致透明材料构成的光导施加在窗口上方并且被配置为允许来自LED的光传输穿过窗口。不透明聚合材料层共同地施加在LED、光导和薄膜的第一表面上方，并且延伸超出薄膜层的周边。透明覆盖层在薄膜层的与第一表面相反的第二表面上方以及在不透明聚合材料的延伸超出薄膜层的周边的一部分上方延伸。
在本公开的另一个方面，提供了第二窗口。
在本公开的另一个方面，提供了第三窗口、第四窗口和第五窗口。LED定位在接近第三窗口、第四窗口和第五窗口中的每一者处。所述窗口中的每一者依序对齐并且不准许在窗口中的任何连续窗口之间进行光传输。
在本公开的另一个方面，由聚合材料构成的透明或大致透明层施加到薄膜上以及不透明聚合材料层的与薄膜层的外侧面大致共平面的表面上。
在本公开的另一个方面，包括衬底，其中增深剂的颜色与衬底的颜色大致相同，以将照射进一步限制于仅所述窗口。
在本公开的另一个方面，在由专用LED照射的薄膜层中创建电力指示LED窗口。电容式传感器检测电容变化以提供对单独地印刷在接近所述窗口中的每一者处的多个标记(诸如数字对)的同时照射，以允许单独选择所述窗口中的任一者来激活。
在本公开的另一个方面，除了在所述标记的每个位置处之外，薄膜层为大致不透明的不透光聚合材料。
在本公开的另一个方面，聚合材料层共同地施加在光导上方。
在本公开的另一个方面，聚合材料层界定丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合材料；并且光导界定注射模制到薄膜层上的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料。
在本公开的另一个方面，一种发光装饰设备包括光导子组件。光导子组件包括半透明薄膜层，该半透明薄膜层具有设置在薄膜层的第一表面上的增深剂以在薄膜层中界定多个大致半透明窗口。多个发光二极管各自在接近窗口中的一者处安装在薄膜上。由大致透明材料构成的光导施加在窗口上方并且被配置为允许来自发光二极管的光传输穿过窗口。界定不透明聚合材料层的衬底共同地施加在发光二极管、光导和薄膜的第一表面上方并且延伸超出薄膜层的周边。透明覆盖层在薄膜层的与第一表面相反的第二表面上方延伸，并且不透明聚合材料的一部分延伸超出薄膜层的周边。
在本公开的另一个方面，覆盖光导的衬底界定使用注射模制工艺施加的聚合材料薄膜。
在本公开的另一个方面，增深剂施加到薄膜的背侧并且向外延伸超出光导和发光二极管，使得在发光二极管通电时，仅所述各个标记被照射并且向外可见。
在本公开的另一个方面，增深剂层的颜色与衬底的颜色大致相同，以将照射进一步限制于仅各个标记。
在本公开的另一个方面，施加聚合材料以在衬底上方创建不透光或不透明层。
在本公开的另一个方面，由聚合材料构成的透明或大致透明层施加到薄膜层上以及不透明层的与薄膜层的外侧面大致共平面的表面上。
在本公开的另一个方面，所述发光二极管中的每一者连接到在薄膜上延伸的一组公共电迹线，从而允许发光二极管单独地或共同地通电。
根据若干方面，一种发光装饰设备包括半透明基底薄膜，该基底薄膜具有设置在基底薄膜的第一表面上的增深剂，以在基底薄膜中界定多个大致半透明的窗口。多个发光二极管中的各个发光二极管定位在接近所述窗口中的一者处。大致透明聚合材料的多个光导施加到基底薄膜，每个光导覆盖基底薄膜的第一侧上的窗口中的一者和发光二极管中的一者。一组电迹线在基底薄膜上纵向延伸，使多个发光二极管中的每一者连接到该组电迹线。大致透明聚合薄膜层施加在覆盖窗口中的每一者、多个光导中的每一者和多个发光二极管中的每一者的第一侧上。由聚合材料构成的不透明反光层施加到基底薄膜的与第一侧相反的第二侧上。
在本公开的另一个方面，窗口中的每一者均具有标记，例如创建作为基底薄膜的透光部分的数字对，其中连续窗口界定连续对整数。由不透光聚合材料构成的多个挡光元件单独地定位在窗口的连续对之间，用于分离多个光导中的每一者，从而允许来自发光二极管中的单个通电发光二极管的光仅照射在窗口中的仅接近该单个通电发光二极管的一者中创建的标记。
在本公开的另一个方面，在基底薄膜中创建半透明窗口。专用发光二极管定位在接近该半透明窗口处。多个挡光元件中的一者定位在半透明窗口与窗口中的最靠近的一者之间。
根据本文所提供的描述，进一步的适用领域将变得显而易见。应当理解，所述描述和特定实例预期仅用于说明目的，而非旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所述的附图仅用于说明目的，而非旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据示例性方面的LED光导组件的顶部平面图；
图2是图1的截面2的横截面前视图；
图3是从图2修改的横截面前视图，以进一步示出额外的聚合材料层；
图4是根据另一个方面的LED光导组件的前薄膜部分的顶部平面图；
图5是为进一步示出LED安装而从图4的LED光导组件修改的光导子组件的顶部平面图；
图6是进一步经修改以添加光导层的图5的光导子组件的顶部平面图；
图7是经修改以添加白色反射器薄膜部分的图6的光导子组件的底部平面图；
图8是结合了图4至图7的元件的组装LED光导组件的顶部平面图；
图9是进一步经修改以在连续对窗口之间添加各个挡光元件的与图6类似的光导子组件的顶部平面图；
图10是经修改以使用一组公共电迹线连接所有LED的与图8类似的组装LED光导组件的顶部平面图；
图11是在图10的截面11处截取的横截面前视图；以及
图12是从图11修改以进一步示出额外聚合材料层的横截面前视图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅是示例性的，而非旨在限制本公开的应用或使用。
参看图1，发光装饰设备10包括多个印刷油墨窗口，其中包括第一印刷油墨窗口12、第二印刷油墨窗口14、第三印刷油墨窗口16、第四印刷油墨窗口18和第五印刷油墨窗口20。印刷油墨窗口12、14、16、18、20全部连续地电接合以界定光导子组件22。光导子组件22界定连接到聚合基底薄膜或薄膜层24并且被其覆盖的印刷油墨层。可提供单独电力指示LED窗口26，其被照射以指示电力为可用的。还可提供单独的电容式传感器28，以允许同时照射所有印刷油墨窗口12、14、16、18、20的所有标记或数字对，从而允许单独选择所述印刷油墨窗口中的任一者进行激活。
印刷油墨窗口12、14、16、18、20以“菊花链”构造依序对齐，使得连续印刷油墨窗口的数字对30界定连续对整数，诸如用于第一印刷油墨窗口12的数字对1-2、用于第二印刷油墨窗口14的数字对3-4，一直延续到用于印刷油墨窗口20的数字对9-0。在组装印刷油墨窗口12、14、16、18、20并且安装薄膜层24之后，所得发光装饰设备10为柔性的，并且因此随后可成形为匹配诸如车门立柱(未示出)等部件的曲率和几何形状。
参看图2，并且再次参看图1，发光装饰设备10包括透明或半透明聚合材料的LED光导32，该LED光导32例如使用注射模制工艺施加到光导子组件22的第一侧。接着使用注射模制工艺由衬底34覆盖LED光导32，衬底34可为大致不透明或不透光聚合材料。发光二极管(LED)36嵌入印刷油墨窗口12、14、16、18、20中的每一者的LED光导32内或定位在接近LED光导32处，并且也由衬底34覆盖。薄膜24具有施加到薄膜24的背侧的涂料或其它增深剂层38，并且在增深剂层38中创建半透明开口39以实现各个数字对30的可见性。施加到薄膜24的背侧的增深剂层38向外延伸超出光导32和LED 36，使得当LED 36通电时，唯一被照射并且因此向外可见的方面是各个数字对30。增深剂层38的颜色与衬底34的颜色大致相同，这进一步限制了除各个数字对30之外的任何项目的照射。
参看图3，并且再次参看图1和图2，在完成发光装饰设备10之后，通过将发光装饰设备10定位到模具中来创建完成组件40，其中在模具中注射聚合材料，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，以在衬底34上方创建不透光或不透明层42。接着将聚合材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透明或大致透明层44注射模制到薄膜24上以及不透明层42的与薄膜24的外侧面大致共平面的表面46上。透明层44允许由LED 36生成的光沿传输方向50上传输，所述光经由光导32传输，穿过在薄膜24上的增深剂层38中创建的半透明开口39并且穿过透明层44。通电的特定LED 36背面照射印刷油墨窗口12、14、16、18或20中的一者(诸如所示的印刷油墨窗口16)的特定数字对30。光导32的背表面上的数字对周围还设有连接到反射薄膜的印刷油墨窗口60，参考图6更详细地示出并描述了所述印刷油墨窗口。
参看图4并且再次参看图1至图3，根据进一步的方面，与薄膜层24以及用于创建薄膜切口56的薄膜类似的薄膜层62包括印刷油墨窗口的菊花链构造，其界定了在大致不透明聚合薄膜层62上形成的印刷油墨窗口64、66、68、70、72。印刷油墨窗口64、66、68、70、72中的每一者均界定电容变化感测窗口，其各自包括数字对30中的顺序一者。印刷油墨窗口64、66、68、70、72可以上覆到增深薄膜层62上，其中在增深薄膜层中创建的透明或半透明部分界定数字对30。印刷油墨窗口64、66、68、70、72中的每一者的形状示为多边形，然而，可使用任何所需形状，诸如矩形、圆形等。所述形状还可为覆盖与参考图5所描述的LED和参考图6所论述的光导的大小不对应的区域的任何形状。接近薄膜层62的一端处设置有孔口或者透明或半透明窗口74，类似于电力指示LED窗口26。
参看图5并且再次参看图4，通过在薄膜层62上在接近印刷油墨窗口64、66、68、70、72中的每一者处(在其旁边)添加LED 78、80、82、84、86来形成光导LED子组件76。单独或专用电力指示LED 88能够定位在接近透明或半透明窗口74处，当与印刷油墨窗口64、66、68、70、72中的任一者或全部形成接触时，该LED可通电。
参看图6，并且再次参看图4至图5，接着通过将透明或大致透明聚合材料(诸如PMMA)的光导层92添加到薄膜层62的印刷油墨窗口64、66、68、70、72上以及LED 78、80、82、84、86、88上来创建光导子组件90。当LED 78、80、82、84、86中的任一者或全部通电时，光导层92将光传输到图4所示的数字对30中的一者或全部，并且将来自LED 88的光传输到透明或半透明窗口74。
参看图7，并且再次参看图4至图6，在形成光导子组件90之后，通过将大致不透明的反光聚合材料层96添加到光导子组件90的背面或背侧上来创建反射器薄膜组件94。
参看图8，并且再次参看图4至图7，通过在薄膜100上安装光导子组件90来创建完成光导组件98。光导子组件90能够永久地安装到薄膜100上，并且随后安装到诸如车窗立柱等部件上，或者光导子组件90能够可释放地安装到薄膜100上，以便随后转移并安装到诸如车窗立柱等部件上。薄膜100可为注射模制的不透明聚合材料，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，或根据进一步方面，为大致透明聚合材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
参看图9，并且再次参看图4至图6，能够通过进一步添加不透光或不透明材料作为挡光元件104、106、108、110、112来修改光导子组件90以创建光导子组件102，其中在印刷油墨窗口64、66、68、70、72中的每个连续对之间以及在印刷油墨窗口64与透明或半透明窗口74之间示出所述挡光元件。添加的挡光元件104、106、108、110、112在印刷油墨窗口之间分离并隔离光导92，因此允许来自单个通电LED的光仅照射在接近那个特定LED处的印刷油墨窗口的数字对。例如，将通过对LED 82通电来照射印刷油墨窗口68的数字对5-6，然而，来自LED 82的光将不照射相邻印刷油墨窗口66或70的数字对。
参看图10，并且再次参看图1至图9，隔离光导组件114从光导子组件90修改而得，并且包括第一薄膜部分116、第二薄膜部分118、第三薄膜部分120、第四薄膜部分122和第五薄膜部分124，其各自彼此隔离，并且各自支撑在与薄膜层24类似的聚合基底薄膜126上，将涂料或其它增深剂38施加到薄膜24的背侧并且在增深剂层38中创建半透明开口39以实现各个数字对30的可见性。薄膜部分116、118、120、122、124中的每一者具有与参考图1所描述的数字对30类似的数字图形。薄膜部分116、118、120、122、124中的每一者设有LED 128。每个LED 128连接到一组公共电迹线130，这些电迹线在基底薄膜126上纵向延伸并且能够单独地或共同地通电。基底薄膜126的材料能够为透明聚合材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯。
参看图11，并且再次参看图10，隔离光导组件114提供在接近LED 128处印刷在基底薄膜126上的薄膜部分116、118、120、122、124(在该视图中仅示出薄膜部分116)。光导132被模制到薄膜部分116、118、120、122、124上，并且光导部分134也被共同模制到每个LED128上并覆盖每个LED 128。然后，将包覆模制物136注射模制在光导132和光导部分134上方，并且至少部分地在接近薄膜部分116、118、120、122、124处注射模制到基底薄膜126上。根据若干方面，包覆模制物136的材料可以是与基底薄膜126相同的材料，并且因此为半透明或透明聚合材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯。
参看图12，并且再次参看图10至图11，然后，可以将隔离光导组件114插入到另一个模具中，其中在模具中将诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等注射模制层138包覆模制到包覆模制物136上和上方，从而使得模制层138的表面140与隔离光导组件114的基底126共平面。接着执行第二注射模制以将诸如聚甲基丙烯酸甲酯等透明聚合材料的最后层142添加到表面140上。
本公开的光导组件中的每一者通常包括在增深薄膜层中具有透明或半透明开口的增深薄膜层、大致透明光导、与光导一起安装在侧面并且接近光导的LED、反射性涂层、电容式变化或触摸传感器以及包覆模制到LED、光导和增深薄膜层上的聚合材料层。
本公开的发光装饰设备提供了若干优点。这些优点包括能够将LED与模具壁间隔开，从而在注射模制期间保护LED。在数字对的整个区域上方层压透明或大致透明聚合材料确保数字对为背光式的、明亮的并且具有均匀亮度。光导组件在其完成形式中为柔性的，这允许相同组件定位在平坦、弯曲或其它几何部件中。各个印刷油墨窗口被单独供电，这提供了印刷油墨窗口的分区发光。
本公开的描述在本质上仅仅是示例性的，并且预期不背离本公开的主旨的变型属于本公开的范围内。此类变型不应视为背离本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种发光装饰设备，其包括：
光导子组件，其包括：
半透明薄膜层，其具有设置在所述薄膜层的第一表面上的增深剂以在所述薄膜层中界定窗口；
LED，其在接近所述窗口处连接到所述薄膜层；
由大致透明材料构成的光导，其施加在所述窗口上方并且被配置为允许来自所述LED的光传输穿过所述窗口；
不透明聚合材料层，其共同地施加在所述LED、所述光导和所述薄膜的第一表面上方并且延伸超出所述薄膜层的周边；以及
透明覆盖层，其在所述薄膜层的与所述第一表面相反的第二表面上方以及在不透明聚合材料的延伸超出所述薄膜层的周边的一部分上方延伸。
2.根据权利要求1所述的发光装饰设备，其进一步包括第二窗口。
3.根据权利要求2所述的发光装饰设备，其进一步包括：
第三窗口、第四窗口和第五窗口；
LED，其定位在接近所述第三窗口、所述第四窗口和所述第五窗口中的每一者处；
其中所述窗口中的每一者依序对齐并且不准许在所述窗口中的任何连续窗口之间进行光传输。
4.根据权利要求3所述的发光装饰设备，其进一步包括由聚合材料构成的透明或大致透明层，该透明或大致透明层施加到所述薄膜上以及所述不透明聚合材料层的与所述薄膜层的外侧面大致共平面的表面上。
5.根据权利要求3所述的发光装饰设备，其进一步包括衬底，其中所述增深剂的颜色与所述衬底的颜色大致相同，以将照射进一步限制于仅所述窗口。
6.根据权利要求3所述的发光装饰设备，其进一步包括：
电力指示LED窗口，其在所述薄膜层中创建并且由专用LED照射；
多个标记，其单独地提供在所述窗口中的每一者内；以及
电容式传感器，其检测电容变化以提供单独地提供在所述窗口中的每一者内的多个标记的同时照射，以允许单独选择所述窗口中的任一者来激活。
7.根据权利要求3所述的发光装饰设备，其中当所述LED中的任一者通电时，所述LED光导允许光在传输方向上传输通过所述LED光导、通过所述薄膜层，并且背面照射所述窗口中的每一者内的多个标记中的一者。
8.根据权利要求7所述的发光装饰设备，其中除了在所述标记的每个位置处之外，所述薄膜层为大致不透明的不透光聚合材料。
9.根据权利要求1所述的发光装饰设备，其进一步包括共同地施加在所述光导上方的聚合材料层。
10.根据权利要求9所述的发光装饰设备，其中：
所述聚合材料层界定丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合材料；并且
所述光导界定注射模制到所述薄膜层上的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料。
11.一种发光装饰设备，其包括：
光导子组件，其包括：
半透明薄膜层，其具有设置在所述薄膜层的第一表面上的增深剂以在所述薄膜层中界定多个大致半透明窗口；
多个发光二极管，其各自在接近所述窗口中的一者处安装在所述薄膜层上；
由大致透明材料构成的光导，其施加在所述窗口上方并且被配置为允许来自所述发光二极管的光传输穿过所述窗口；
衬底，其界定不透明聚合材料层，所述不透明聚合材料层共同地施加在所述发光二极管、所述光导和所述薄膜的第一表面上方并且延伸超出所述薄膜层的周边；以及
透明覆盖层，其在所述薄膜层的与所述第一表面相反的第二表面上方以及在所述不透明聚合材料的延伸超出所述薄膜层的周边的一部分上方延伸。
12.根据权利要求11所述的发光装饰设备，其中覆盖所述光导的衬底界定使用注射模制工艺施加的聚合材料薄膜。
13.根据权利要求12所述的发光装饰设备，其中所述半透明窗口界定各个标记，其中所述增深剂施加到所述薄膜的背侧并且向外延伸超出所述光导和所述发光二极管，使得在所述发光二极管通电时仅所述各个标记被照射并且向外可见。
14.根据权利要求13所述的发光装饰设备，其中所述增深剂层的颜色与所述衬底的颜色大致相同，以将照射进一步限制于仅所述各个标记。
15.根据权利要求11所述的发光装饰设备，其进一步包括施加用于在所述衬底上方创建不透光或不透明层的聚合材料。
16.根据权利要求15所述的发光装饰设备，其进一步包括由聚合材料构成的透明或大致透明层，该透明或大致透明层施加到所述薄膜层上以及所述不透明层的与所述薄膜层的外侧面大致共平面的表面上。
17.根据权利要求11所述的发光装饰设备，其中所述发光二极管中的每一者连接到在所述薄膜上延伸的一组公共电迹线，从而允许所述发光二极管被单独地或共同地通电。
18.一种发光装饰设备，其包括：
半透明基底薄膜，其具有设置在所述基底薄膜的第一表面上的增深剂以在所述基底薄膜中界定多个大致半透明窗口；
多个发光二极管，其使所述发光二极管中的各个发光二极管定位在接近所述窗口中的一者处；
施加到所述基底薄膜的大致透明聚合材料的多个光导，其各自覆盖所述基底薄膜的第一侧上的所述窗口中的一者以及所述发光二极管中的一者；
一组电迹线，其在所述基底薄膜上纵向延伸，使所述多个发光二极管中的每一者连接到该组电迹线；
大致透明聚合薄膜层，其施加在覆盖所述窗口中的每一者、所述多个光导中的每一者以及所述多个发光二极管中的每一者的所述第一侧上；以及
由聚合材料构成的不透明反光层，其施加到所述基底薄膜的与所述第一侧相反的第二侧上。
19.根据权利要求18所述的发光装饰设备，其进一步包括：
具有标记的所述窗口中的每一者，其被创建作为所述基底薄膜的透光部分，其中连续窗口界定连续对整数；以及
由不透光聚合材料构成的多个挡光元件，其单独地定位在所述窗口中的连续对之间，用于分离所述多个光导中的每一者并且从而允许来自所述发光二极管中的单个通电发光二极管的光仅照射在所述窗口中的接近所述单个通电发光二极管的仅一者中创建的所述标记。
20.根据权利要求19所述的发光装饰设备，其进一步包括：
半透明窗口，其创建在所述基底薄膜中；
专用发光二极管，其定位在接近所述半透明窗口处；以及
所述多个挡光元件中的一者，其定位在所述半透明窗口与所述窗口中的最靠近一者之间。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190423

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