CN1900744A - 光学片、背光组件和显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种光学片，包括：漫射层、亮度增强层和反射图案层。所述漫射层对光源，例如，灯发出的光进行漫射。所述亮度增强层位于所述漫射层上。所述反射图案层位于所述漫射层和所述亮度增强层之间，并包括分别位于第一区域和第二区域内的缝隙和反射结构。所述反射结构保持亮度增强层和所述漫射层之间的距离。所述光学片用于增强由灯发出的光的亮度。在将该背光组件用于显示装置时，光学片能够增强亮度，同时降低背光组件的总厚度。

Description

光学片、背光组件和显示装置
技术领域
本发明涉及光学片(optical sheet)、具有所述光学片的背光组件和具有所述光学片的显示装置。更具体而言，本发明涉及一种能够在不增大厚度的情况下提高亮度的光学片，具有所述光学片的背光组件和具有所述光学片的显示装置。
背景技术
目前有很多种类型的显示装置。一些常用类型的显示装置包括：液晶显示(LCD)装置、有机发光显示(OLED)装置、等离子体显示板(PDP)装置等。在这些不同类型的显示器中，LCD装置所具有的很多特征使其成为了合乎需要的流行电子消费品，例如厚度小、功耗低、重量轻。
LCD装置包括LCD屏板。LCD屏板包括插置在两个具有电极的基板之间的液晶层。液晶层内的液晶响应施加到所述液晶层上的电场而改变其排列，从而改变液晶层的透光率，由此显示预期图像。
LCD装置采用单独的光源显示图像，通常以发光的背光组件的形式设置所述单独的光源。所述背光组件包括反射片、光学片、漫射板和灯组件。所述灯组件位于所述漫射板和反射片之间，所述灯组件发光。反射片位于灯组件之下，使得一部分来自灯组件的光受到反射。光学片包括漫射片和棱镜片。
当所述光学片变大时，LCD装置的制造工艺将变得更为复杂。因此，提高了LCD装置的制造成本。
发明内容
本发明提供了一种能够在不增大厚度的情况下提高亮度的光学片。本发明还提供了一种具有上述光学片的背光组件，以及具有上述光学片的显示装置。
一方面，本发明是一种用于改变灯发出的光的光学特性的光学片。所述光学片包括：漫射层、亮度增强层和反射图案层。所述漫射层对所述灯发出的光进行漫射。所述亮度增强层位于所述漫射层上。所述反射图案层位于所述亮度增强层和所述漫射层之间，并包括分别位于第一区域和第二区域中的缝隙和反射结构。所述反射结构保持亮度增强层和所述漫射层之间的距离。
另一方面，本发明是一种背光组件，其包括灯、透明板和光学片。所述灯发光。所述透明板位于所述灯上。所述光学片包括：漫射层、亮度增强层和反射图案层。所述漫射层接收从所述透明板出射的光并对其漫射。所述亮度增强层位于所述漫射层上。所述反射图案层位于所述漫射层和所述亮度增强层之间，所述反射图案层包括反射结构和缝隙。
又一方面，本发明是一种显示装置，其包括显示单元和背光组件。显示单元显示图像。所述背光组件包括灯、透明板和光学片。所述灯发光。所述透明板位于所述灯上。所述光学片包括：漫射层，位于所述漫射层上的亮度增强层，以及位于所述漫射层和所述亮度增强层之间的反射图案层。所述反射图案层包括反射结构和缝隙。
根据本发明，与亮度增强层一体地形成漫射层，与所述反射结构一起在所述漫射层和所述亮度增强层之间形成所述缝隙。因此，简化了制造工艺，提高了亮度。
附图说明
通过参考附图详细描述示范性实施例，本发明的以上和其他特征和益处将变得更加显见，附图中：
图1是说明根据本发明的一个实施例的背光组件的分解透视图；
图2是沿图1所示的I-I′线得到的截面图。
图3A是说明图1的光学片的截面图；
图3B是说明根据本发明另一实施例的光学片的截面图；
图3C是说明根据本发明又一实施例的光学片的截面图；
图4A到4C是说明图3A的反射图案层的形成方法的截面图；
图5是说明图3A所示的空气层的功能的截面图；以及
图6是说明根据本发明一个实施例的液晶显示(LCD)装置的分解透视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更为充分地描述本发明，附图中展示了本发明的实施例。不过，本发明可以以许多不同的形式实施，不应被视为受限于此处所述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完全，并将充分地把本发明的范围传达给本领域的技术人员。在附图中，出于清晰起见夸大了层和区域的尺寸以及相对尺寸。
应当理解，当称一元件或层在另一元件或层“上”，或者“连接至”、“耦合至”另一元件或层时，它可能直接在另一元件或层上，或直接连接、耦合至另一元件或层，也可能存在中间元件或层。始终以类似的附图标记指示类似的元件。这里所用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何与全部组合。
应当理解，虽然这里可能使用术语第一、第二、第三等来描述多种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被视为受限于这些术语。这些术语仅用于将某一元件、部件、区域、层或部分与其他区域、层或部分区分开。这样一来，在不背离本发明的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
为了便于描述，这里可能使用例如“在......下”、“之下”、“下”、“之上”、“上”等空间相对术语来描述如图所示的一个元件或特征与另一个(多个)元件或特征的关系。应当理解，空间相对术语意在包括除图示方向之外的在使用中或在工作中的器件的不同方向。例如，如果将图中的器件反转，被描述为在其他元件或功能部件“下”或“之下”的元件将位于其他元件或功能部件“之上”。这样一来，示范性术语“在......下”可以包括之上和之下两种方向。器件可以采取其他取向(旋转90度或者在其他方向)，并对这里所用的空间关系描述语进行相应的解释。
这里所用的术语仅仅是为了描述特定的实施例，并不意在限制本发明。如这里所用的，单数形式“一”和“该”意在同时包括复数形式，除非上下文另行明确指出。还要理解的是，本说明书中所用的术语“包括”指明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
这里参考截面图描述本发明的实施例，所述截面图为本发明的理想化实施例(以及中间结构)的示意图。照此，可以预见到由于例如制造技术和/或容限会引起图示形状的变化。这样一来，本发明的实施例不应被解释为受限于这里图示的特定的区域形状，而是包括因(例如)制造而产生的形状变化。例如，图示为矩形的注入区通常具有圆形的或弯曲的特征和/或在其边缘处具有注入浓度的梯度，而不是从注入区到非注入区具有二元变化。类似地，通过注入形成的掩埋层可能导致在所述掩埋层和通过其发生注入的表面之间的区域内存在一些注入。这样一来，图示的区域从本质上讲是示意性的，它们的形状不意在展示器件区域的实际形状，且不意在限制本发明的范围。
除非另行定义，这里所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属技术领域的普通技术人员所通常理解的同样含义。还要理解的是，诸如在通用词典中所定义的那些术语应当被解释为有着与其在相关技术和本公开的上下文中的含义相一致的含义，除非这里明确加以定义，否则不应被解释为理想化的或过度形式的意义。
以下将参考附图详细描述本发明。
图1是说明根据本发明的一个实施例的背光组件的分解透视图。图2是沿图1所示的I-I′线得到的截面图。
参考图1和图2，背光组件100包括灯单元200、漫射板300、光学片400、反射板500和接收容器600。
灯单元200包括多个灯210和灯座220。可以基本相互平行布置灯210。灯座220固定灯210的端部。每一灯210可以包括具有杆状的冷阴极荧光灯(CCFL)。每一灯210包括热电极(未示出)和冷电极(未示出)。冷电极(未示出)的电压电平可以低于热电极(未示出)的电压电平。灯座220可以覆盖灯210的热电极和冷电极(未示出)。
漫射板300位于灯单元200上，以漫射由灯单元200发出的光。漫射板300支撑光学片400。漫射板300可以包括透明材料。能够用于漫射板300的透明材料的例子包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。当漫射板300包括透明材料时，背光组件100的亮度增强。
光学片400包括亮度增强层410和漫射层420。当在平面上观察时，亮度增强层410提高了光的亮度。亮度增强层410对光进行漫射。可以在亮度增强层410之下形成与之一体的漫射层420。光学片400还可以包括反射结构430和粘合剂图案440。在亮度增强层410和漫射层420之间，通过反射结构430和粘合剂图案440形成缝隙450(图3A所示)。缝隙450可以是空气层、真空层、惰性气体层等。反射结构430、粘合剂图案440和缝隙450形成文中所称的反射图案层。
图3A是说明图1的光学片400的截面图。
参考图3A，光学片400包括亮度增强层410、漫射层420、反射结构430和粘合剂图案440。
亮度增强层410包括基膜412和多个透镜414。基膜412包括聚碳酸酯(PC)。在基膜412上形成透镜414。透镜414沿与灯210(图1所示)相同的方向延伸，并具有半圆截面。
亮度增强层410包括第一区域A1和第二区域A2。第一区域A1对应于透镜414。第二区域A2位于透镜414之间。第一区域A1的平均高度可以大于第二区域A2的平均高度。
当从平面上观察时，亮度增强层410提高了光的亮度，并对所述光漫射，以提高所述光的亮度均匀度。也就是说，光受到透镜414的折射，而减少由背光组件100形成的亮线。于是，减小了灯210和亮度增强层410之间的距离，从而降低了背光组件100的总厚度。
图1到图3A描绘的实施例中，每一透镜414具有半圆截面。
图3B和3C是说明根据本发明其他实施例的光学片400的截面图。除了透镜形状外，图3B和3C的光学片400与图3A所示相同。由此，将采用相同的附图标记表示与图1到图3A中所示的相同或相似的部分，并将省略与上述元件相关的更进一步的解释。
在图3B的实施例中，每一透镜414具有基本为三角形的截面，所述三角形截面具有修圆的(rounded)角部。在图3C的实施例中，每一透镜414″具有基本为梯形的截面，所述梯形截面具有修圆的角部。
在图3A、3B和3C的实施例中，可以在漫射层420的下表面上形成多个压纹图案(embossed pattern)425，从而对灯210产生的光漫射。压纹图案425可以是在漫射层420的下表面上形成的突起或凹凸面(roughness)。可以通过喷砂工艺形成压纹图案425。在图1到图3A中，在漫射层420内可以不包含这样的漫射珠，即所包括的颗粒的折射率与漫射层420的其余部分不同的漫射珠。
当光受到所述漫射珠的漫射时，所述光相对于出射面的法线以大于42°的角度从漫射层420射出。文中将光从表面出射的角度称为“出射角”，所述角度是相对于光通过其出射的表面的虚拟法线测量的。当光的出射角大于42°左右时，降低了从前面观察的背光组件100的亮度。文中所采用的背光组件100的“前面”是指起着主要光出射表面作用的组件部分。就图1的情况而言，例如，“前面”是指顶面，“背面”是指底面。在图1到图3A中，在漫射层420中不存在漫射珠，光由压纹图案425散射。由于压纹图案425的存在，减少了出射角大于42°左右的光的量。
可以在亮度增强层410的下表面上形成与亮度增强层410作为整体的反射结构430。反射结构430处于亮度增强层410的第二区域A2内。反射结构430沿与灯210相同的方向延伸，并具有预定高度。反射结构430包括反射材料。能够用于反射结构430的例子包括二氧化钛、银、白色聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
图4A到图4C是说明图3A所示的反射结构的形成方法的截面图。
参考图4A，在亮度增强层410的下表面上形成反射材料层700。反射材料层700包括反射材料，所述反射材料的例子包括二氧化钛、银、白色聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在亮度增强层410的上表面上形成透镜414。
在反射材料层700上形成光致抗蚀剂层710。光致抗蚀剂层710可以包括紫外固化树脂。
参考图4B，向透镜414照射从亮度增强层410的下部朝向光致抗蚀剂层710提供的紫外线。第一区域A1具有大于第二区域A2的平均高度，所述高度差为透镜414。
以和第二区域A2内的光致抗蚀剂层710不同的方式，固化或硬化第一区域A1内的光致抗蚀剂层710部分。更具体地说，第一区域A1内的光致抗蚀剂层710部分被固化的程度小于第二区域A2内的光致抗蚀剂层710，因此容易通过显影工艺去除第一区域A1内光致抗蚀剂层710部分。
在对反射材料层700进行构图处理的过程中，在去除第一区域A1内的反射材料层700时，采用硬化的光致抗蚀剂层710作为掩模。通过这一构图处理，如图4B所示，在亮度增强层410的第二区域A2内形成了反射结构430。
参考图4C，在反射结构430上形成粘合剂图案440。例如，在印刷衬底(未示出)上涂敷粘合剂材料，或者在反射结构430上印刷印染辊(printingroller，未示出)，以形成粘合剂图案440。或者，可以通过掩模(未示出)将粘合剂材料直接涂敷到反射结构430上，以形成粘合剂图案440。在另一个实施例中，可以通过各种方法形成粘合剂图案440。粘合剂材料可以包括各种粘合剂，例如，有机粘合剂、无机粘合剂、热固树脂、光固树脂等。
再次参考图2，通过粘合剂图案440将漫射层420附着于反射结构430上。这样，将亮度增强层410与反射图案层和漫射层420集成。
通过反射结构430和粘合剂图案440在亮度增强层410和漫射层420之间形成缝隙450。为了形成缝隙450，通过反射结构430和粘合剂图案440使亮度增强层410与漫射层420隔开。反射结构430和粘合剂图案440的高度可以是不规则的。可以将空气注入到亮度增强层410和漫射层420之间的空间，以填充缝隙450。存在多个作为漫射层420之间的间隔的缝隙450，通过反射结构430和粘合剂图案440将亮度增强层410划分为多个部分。
亮度增强层410和漫射层420之间的缝隙450控制穿过漫射层420的光的出射角。具体而言，缝隙450减小了光的出射角，如果没有缝隙450，所述光将具有大于42°左右的出射角。保持出射角不大于42°左右提高了从前面观察的亮度。
图5是说明图3A所示的缝隙450的功能的截面图。
参考图5，灯210产生的第一光线L1穿过漫射板300，入射到漫射层420上。第二光线L2穿过漫射层420，并进入缝隙450。穿过漫射层420的部分第二光线L2以大于42°左右的出射角离开漫射层420。
第二光线L2穿过缝隙450，入射到亮度增强层410上。穿过缝隙450的第三光线L3从基膜412出射的出射角小于第二光线L2从漫射层420出射的出射角。通过缝隙450降低了出射角大于42°左右的光的量。
通过亮度增强层410增强了从前面观察时第三光线L3的亮度。
再次参考图3A，反射结构430将亮度增强层410朝背光组件100的背面折射的一些光线反射回亮度增强层410。于是，反射结构430增强了背光组件100的亮度。
再次参考图1和图2，反射板500位于灯单元200之下，灯单元200产生的一些光线被反射板500朝向漫射板300反射。
接收容器600位于反射板500之下。接收容器600包括底板和从底板的侧面延伸的侧壁。在接收空间内接收光学片400、漫射板300和灯单元200，如图1所示。
背光组件100包括透明的漫射板300，以提高亮度。亮度增强层410包括透镜414，以减少灯210产生的亮线，并降低背光组件100的总厚度。
此外，通过亮度增强层410和漫射层420之间的缝隙450减少了出射角大于42°左右的光的量，从而提高了从背光组件100的前面观察的光的亮度。虽然漫射层420不包括漫射珠，但是减少了出射角大于42°左右的光的量。因此，提高了背光组件100的亮度。
图6是说明根据本发明实施例的液晶显示(LCD)装置的分解透视图。图6的背光组件100与图1到图3A中相同。由此，将采用相同的附图标记表示与图1到图3A中所示的相同或相似的部分，并将省略与上述元件相关的任何多余解释。
参考图6，LCD装置包括背光组件100、显示单元800和顶机架900。背光组件100产生光。显示单元800以背光组件100发出的光为基础显示图像。顶机架900将显示单元800固定到背光组件100上。
背光组件100包括灯单元200、漫射板300和光学片400。灯单元200产生光。漫射板300位于灯单元200上，以漫射由灯单元200发出的光。光学片400位于漫射板300上，以改善穿过漫射板300的光的光学特性。
背光组件100还可以包括反射板500和接收容器600。反射板500位于灯单元100之下，从而通过反射板500将朝LCD装置背面发射的灯单元200产生的光朝LCD装置的前面反射。接收容器600位于反射板500之下，以接纳灯单元200、漫射板300和光学片400。
光学片400包括亮度增强层410、漫射层420、反射结构430和粘合剂图案440。光学片400还可以包括由反射结构430和粘合剂图案440在亮度增强层410和漫射层420之间形成的缝隙450。
缝隙450控制穿过漫射层420的出射角，使得亮度增强层410提高从前面观察时LCD装置的亮度。LCD装置的“前面”是指在组装时，起着主要光出射面作用的装置部分。就图6的情况而言，“前面”是指顶面，“背面”是指底面。
显示单元800包括LCD屏板810、源极印刷电路板(PCB)820和栅极PCB 830。LCD屏板810显示图像。源极PCB 820和栅极PCB 830将驱动信号施加到LCD屏板810上。
可以分别通过数据柔性电路膜830和栅极柔性电路膜840将来自源极PCB 820和栅极PCB 830的驱动信号施加到LCD屏板810上。数据和栅极柔性电路膜830和840的每者均包括带载封装(TCP)或膜上芯片(COF)。
数据和栅极柔性电路膜830和840分别包括数据驱动芯片860和栅极驱动芯片870，以控制向LCD屏板810施加驱动信号。
LCD屏板810包括薄膜晶体管(TFT)基板812、滤色器基板814和液晶层(未示出)。滤色器基板814对应于TFT基板812。液晶层(未示出)插置在TFT基板812和滤色器基板814之间。
TFT基板812包括玻璃基板和在所述玻璃基板上按矩阵构造形成的多个薄膜晶体管(未示出)。薄膜晶体管(未示出)为开关元件。将数据线电连接到薄膜晶体管(未示出)的源电极。将栅极线电连接到薄膜晶体管(未示出)的栅电极。将可以包括透明导电材料的像素电极电连接到每一薄膜晶体管(未示出)的漏电极。
滤色器基板814与TFT基板812间隔预定距离。滤色器基板814包括用于显示彩色图像的红色、绿色和蓝色滤色器。滤色器基板814还可以包括基本位于所有滤色器基板814上的公共电极。
在将电能施加到薄膜晶体管之一的栅电极上时，薄膜晶体管开启，从而在像素电极和公共电极之间形成电场。液晶层(未示出)的液晶响应于施加到所述液晶上的电场而改变其排列，于是改变了液晶层(未示出)的透光率，由此在背光组件100发出的光的基础上显示图像。
源极PCB 820通过数据柔性电路膜840电连接到TFT基板812的端部。栅极PCB 830通过栅极柔性电路膜850电连接到TFT基板812的另一端部。源极PCB 820向LCD屏板810施加数据驱动信号。栅极PCB 830向LCD屏板810施加栅极驱动信号。
具体而言，通过数据柔性电路膜840将数据驱动信号施加到TFT基板812的数据线上。具体而言，通过栅极柔性电路膜850将栅极驱动信号施加到TFT基板812的栅极线上。TFT基板812还可以包括导线(未示出)，数据柔性电路膜840通过所述导线电连接到栅极柔性电路膜850上。
显示单元800位于背光组件100上。LCD屏板810位于背光组件100上的上部模制框架950上。使数据柔性电路膜840弯曲，使得源极PCB 820位于接收容器600的后表面上。
顶机架900围绕位于背光组件100上的LCD屏板810，并与接收容器600结合。顶机架900保护LCD屏板810免受外部冲击，并防止LCD屏板810偏离。
在图6中，显示装置为LCD装置。或者，所述显示装置可以是电泳(electrophoresis)显示装置、有机发光显示(OLED)装置等。
根据本发明，与亮度增强层410一体地(integrally)形成漫射层420，通过反射结构430在亮度增强层410和漫射层420之间形成缝隙450。
因此，简化了背光组件的制造工艺，降低了背光组件100的制造成本。
此外，漫射层420和亮度增强层410之间的缝隙450控制穿过漫射层的光的出射角，因此，亮度增强层提高了来自装置正面的光的亮度，并对光漫射。
此外，在亮度增强片上形成提高来自前面的光的亮度并对光漫射的透镜，以减少亮线，由此提高背光组件的亮度均匀度。而且，降低了灯和亮度增强片之间的距离，由此降低了背光组件的厚度。
此外，漫射层420不包括漫射珠，在漫射层420上形成压纹图案，以防止从漫射层420出射的光的亮度降低。
此外，背光组件100包括透明漫射板300，以提高背光组件亮度。
已经参照示范性实施例对本发明进行了说明。但是，显然，对于本领域技术人员而言，基于上述说明，很多替换性的修改和变化是显而易见的。因此，本发明涵盖所有此类落在权利要求的精神和范围内的替换性修改和变化。

Claims (16)

1.一种光学片，用于改变灯发出的光的光学特性，所述光学片包括：
对所述灯发出的光进行漫射的漫射层；
位于所述漫射层上的亮度增强层；以及
位于所述亮度增强层和所述漫射层之间的反射图案层，所述反射图案层包括缝隙和保持所述亮度增强层和所述漫射层之间的距离的反射结构，其中所述缝隙处于第一区域内，所述反射结构处于第二区域内。
2.根据权利要求1所述的光学片，其中，所述漫射层包括多个压纹图案。
3.根据权利要求1所述的光学片，其中，所述亮度增强层包括：
基膜；和
位于所述基膜上的多个透镜。
4.根据权利要求3所述的光学片，其中，每一彼此相邻的所述透镜都沿所述灯的纵向延伸，并具有基本为半圆的截面。
5.根据权利要求3所述的光学片，其中，每一彼此相邻的所述透镜都沿所述灯的纵向延伸，并具有基本为三角形的截面，所述三角形具有修圆的角部。
6.根据权利要求3所述的光学片，其中，每一彼此相邻的所述透镜都沿所述灯的纵向延伸，并具有基本为梯形的截面，所述梯形具有修圆的角部。
7.根据权利要求3所述的光学片，其中，所述第二区域对应于所述透镜之间的区域，并沿所述灯的纵向延伸。
8.根据权利要求1所述的光学片，其中，在所述亮度增强层之下与所述亮度增强层一体地形成所述反射图案层。
9.根据权利要求1所述的光学片，其中，所述反射图案层包括从下述集合中选出的至少一种材料：二氧化钛、银和白色聚对苯二甲酸乙二醇酯。
10.根据权利要求1所述的光学片，还包括位于所述反射结构和所述漫射层之间的粘合剂图案，所述粘合剂图案将所述漫射层附着于所述反射图案层。
11.一种背光组件，包括：
发光的灯；
位于所述灯上的透明板；以及
光学片，所述光学片包括：
接收从所述透明板出射的光并对其进行漫射的漫射层；
位于所述漫射层上的亮度增强层；以及
位于所述漫射层和所述亮度增强层之间的反射图案层，所述反射图案层包括反射结构和缝隙。
12.根据权利要求11所述的背光组件，其中，所述亮度增强层包括：
基膜；和
位于所述基膜上的多个透镜。
13.根据权利要求11所述的背光组件，其中，所述亮度增强层包括第一区域和平均高度低于所述第一区域的第二区域，所述反射结构处于所述第二区域当中，并沿所述灯的纵向延伸。
14.根据权利要求11所述的背光组件，其中，在所述亮度增强层之下与所述亮度增强层一体地形成所述反射图案层。
15.根据权利要求11所述的背光组件，还包括位于所述反射图案和所述漫射层之间的粘合剂图案，使得所述漫射层附着于所述反射图案层。
16.一种显示装置，其包括：
显示图像的显示单元；和
背光组件，所述背光组件包括：
发光的灯；
位于所述灯上的透明板；以及
光学片，所述光学片包括：漫射层，位于所述漫射层上的亮度增强层，以及位于所述漫射层和所述亮度增强层之间的反射图案层，所述反射图案层包括反射结构和缝隙。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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