TWI437533B - 雙穩態顯示面板的驅動方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種顯示面板的驅動方法,且特別是有關於一種雙穩態顯示面板的驅動方法。
相較於傳統液晶顯示技術,雙穩態顯示技術在不外加電壓於顯示元件的狀況下,仍可維持穩定的暗亮狀態,亦即無需外加電壓即可具有記憶畫面的功能,所以可以節省耗電量。再者,雙穩態顯示技術無需使用背光源(backlight),除可節省電量耗損外,也更為輕薄。因此,採用雙穩態顯示技術的雙穩態顯示裝置可以延長電池供應電能的時間,適合應用於電子書、電子標籤,甚至是大型的電子看板等等。
在雙穩態顯示裝置的驅動方式方面,以電泳式顯示器為例,其是利用畫素電極與共同電極間的驅動電壓來驅動電泳粒子的移動以顯示資訊。然而,畫素電極與共同電極在驅動後的殘留電荷,會使電泳粒子在不受驅動電壓驅動下而逐漸移動,進而造成電泳式顯示器的顯示畫面有褪色(Fading)及鬼影(Ghosting)的情形發生。為解決此一問題,在習知技術中會以直流平衡(DC Balance)的方式來驅動電泳顯示器的顯示面板。圖1是習知之電泳顯示器在影像更新期間的電壓變化示意圖。請參照圖1,電泳顯示器輸入至共同電極的共同電壓Vcom
與畫素電極的資料電壓Vdata
可能是+15伏特、-15伏特與0伏特,因此共同電極與畫素電極間的驅動電壓Vd
即可能為+30伏特、-30伏特或0伏特。當電泳顯示器的灰階進行變化(假設此圖是由黑至白,且歷經兩段時間T1、T2就完成變化)時,首先,共同電壓Vcom
與資料電壓Vdata
在期間T1(可能包含多個圖框)所造成的驅動電壓為+30伏特,此時電泳顯示器的灰階畫面維持黑灰階,且共同電極上的殘留電荷電性為正,畫素電極的殘留電荷電性為負。接著,在期間T2(同樣可能包含多個圖框)時,共同電壓Vcom
為-15伏特,資料電壓Vdata
為+15伏特,因此兩基板間所形成的驅動電壓Vd
為-30伏特,此時電泳顯示器的灰階畫面將由黑至白,且共同電極在期間T2所殘留的負電荷會與在期間T1所殘留的正電荷平衡,而畫素電極在期間T2所殘留的正電荷會與在期間T1所殘留的負電荷平衡。換言之,直流平衡的驅動方式就是指藉由設計一個影像更新期間中的驅動波形(Driving Waveform),使灰階轉換過程中的驅動電壓Vd
與時間的乘積(亦即電荷變化量)的總和為零。
圖2是習知之電泳顯示器在手寫輸入期間的電壓變化示意圖。請參照圖2,電泳顯示器在一個手寫輸入期間(t1+t2)內會保持共同電壓Vcom
為高電壓(+15伏特),而當使用者進行手寫動作時,電泳顯示器的驅動晶片會在一段時間內(如圖2所示之觸碰期間t1)提供低電壓(-15伏特)的資料電壓Vdata
給相對應於使用者觸碰點的畫素電極,此時帶負電的黑色電泳粒子會往共同電極移動,而帶正電的白色電泳粒子則會往畫素電極移動,以呈現黑灰階畫面,利於使用者辨識其書寫軌跡。而在觸碰期間t1之外的時間,亦即圖2所示之非觸碰期間t2,電泳顯示器的驅動晶片則會提供高電壓(+15伏特)的資料電壓Vdata
給相對應於使用者觸碰點的畫素電極,藉此使驅動電壓Vd
為零,並使電泳粒子呈現靜止的狀態。
若以前述之直流平衡的驅動方式為原則,一般技術人員可以藉由設定固定的觸碰期間t1與非觸碰期間t2的時間長度,使得在手寫輸入期間的電荷變化量總和為零。
然而,在手寫輸入的期間(t1+t2)內包含了多個畫框,而每一次的畫框都會輸入一次資料,且每一次的資料輸入必定需要開啟並關閉一次對應的畫素,所以在手寫輸入的期間內的畫框數量就對應到一個畫素的開啟與關閉的次數。對於畫素中所儲存的電壓來看,在畫素開啟的時候會被維持與資料電壓Vdata
相同;但在畫素關閉的時候,因為控制畫素開/關的控制訊號由高電壓降為低電壓,所以在穿饋效應(feed-through)的影響下,畫素中所儲存的電壓會被瞬間下拉,直到下一次畫素開啟的時候才會被拉回到資料電壓Vdata
。因此,實際上在畫素中所儲存的電壓會如同虛線200a、200b、200c、200d、200e、200f、200g、200h與200i所示般的高低起伏,而不會如資料電壓Vdata
一樣維持穩定。
隨著畫素中儲存電壓的變化,驅動電壓Vd
會有反相的對應改變。換句話說,對於每一個畫素而言,對應的驅動電壓Vd
將不會維持原本的值,而是會有如210a、210b、210c、210d、210e、210f、210g、210h與210i所示般的高低起伏,並因此而影響到電荷量的變化。
因為驅動電壓Vd
有著上述的變化出現,所以導致原本設計為以直流平衡方式來進行顯示驅動的畫面卻沒辦法完全達到直流平衡的效果。事實上,在重複多次的寫入辨識之後,因為前述穿饋效應而引起的直流不平衡驅動的結果將會累積起來,並在畫面停止更新(例如關機或靜置畫面)後一段時間產生鬼影或褪色的現象。
本發明提供一種雙穩態顯示面板的驅動方法,以避免畫面有鬼影的情形發生。
本發明提出一種雙穩態顯示面板的,驅動方法,其包括提供手寫輸入期間以及當手寫輸入期間結束,以直流不平衡的方式驅動雙穩態顯示面板以顯示下一個影像。
在本發明一實施例中,上述之雙穩態顯示面板的驅動方法如下:首先,結束手寫輸入期間並進入畫面更新期間。在畫面更新期間,排列第一總量的正電荷與第二總量的負電荷的提供順序,其中第一總量與第二總量不相同。然後,依照提供順序對雙穩態顯示面板的資料線提供第一總量的正電荷與第二總量的負電荷以形成所要顯示的下一個影像。
在本發明一實施例中,上述之第一總量與第二總量所差的電荷數量是由插入與手寫輸入期間的輸入筆跡相同顏色的一幀畫面所提供。
在本發明一實施例中,上述之結束手寫輸入期間的方法是先判斷從手寫輸入開始是否已經超過預定時段,若從手寫輸入開始已經超過預定時段,則結束手寫輸入期間。
本發明另提出一種雙穩態顯示面板的驅動方法,其包括在第一期間以直流不平衡的方式驅動雙穩態顯示面板的部分顯示區域以及在第一期間之後的第二期間內,以直流不平衡的方式驅動雙穩態顯示面板的整個顯示區域。
在本發明一實施例中,上述之驅動方法更包括在第一期間與第二期間之外的時間內,均以電荷平衡的方式驅動雙穩態顯示面板。
在本發明一實施例中,上述之以直流不平衡的方式在第二
期間內驅動雙穩態顯示面板的整個顯示區域的方法如下,首先,在第二期間內,排列第一總量的正電荷與第二總量的負電荷的提供順序,接著依照提供順序對雙穩態顯示面板的資料線提供第一總量的正電荷與第二總量的負電荷以形成所要顯示的下一個影像。其中,第一總量與第二總量不相同。
在本發明一實施例中,上述之第一期間為手寫輸入的期間,且第二期間為辨識手寫輸入內容的期間。
在本發明一實施例中,上述之驅動方法在第一期間內,除了被以直流不平衡的方式所驅動的雙穩態顯示面板的部分顯示區域之外,雙穩態顯示面板的其他部分的顯示區域皆被維持在不改變原本顯示狀態的環境下。
在本發明之雙穩態顯示面板的驅動方法中,由於在手寫輸入期間結束後是以直流不平衡的方式驅動雙穩態顯示面板來顯示下一個畫面,所以可回過頭來平衡手寫輸入期間所造成的直流不平衡現象。藉此將可避免因手寫輸入期間之穿饋效應而造成的褪色及鬼影的情形。因此,本發明所提供之雙穩態顯示面板的驅動方法可避免畫面有鬼影的情形發生。
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3是本發明一實施例之雙穩態顯示面板的顯示畫面示意圖,圖4至圖5是圖3之雙穩態顯示面板的一個畫素在第一與第二期間中的驅動波形。其中,圖4所示者為圖3中有筆跡處,例如畫素P1,的驅動波形,而圖5所示者乃為圖3中無筆跡處,例如畫素P2,的驅動波形。如前所述,所謂的直流
平衡是指在顯示一個影像的過程中,其電荷變化量總和為零;而所謂的直流不平衡則是指在顯示一個影像的過程中,其電荷變化量總和不為零。
請先參照圖3與圖4,本實施例之雙穩態顯示面板的驅動方法包括第一期間I與第二期間II。第一期間I是手寫輸入期間,而第二期間II是辨識手寫輸入內容的期間。其中,第一期間I可以採用如圖2所示的直流不平衡的方式來驅動雙穩態顯示面板的手寫輸入部分A,而在第一期間I之後的第二期間II內則是以另一種同樣為直流不平衡的方式來驅動雙穩態顯示面板的整個顯示區域A+A’。也就是說,本實施例所提供的驅動方法是先提供一段手寫輸入期間,並在此段手寫輸入期間內以直流不平衡的方式驅動雙穩態顯示面板的部分顯示區域,亦即手寫輸入區域A。而在手寫輸入區域A外的其他部分的顯示區域(即非手寫輸入區域A’)則皆被維持在不改變原本顯示狀態的環境下(也就是使資料電壓Vdata
與共同電壓Vcom
相同)。接著,在手寫輸入期間結束之後,再另以同為直流不平衡的方式來驅動雙穩態顯示面板的整個顯示區域A與A’以顯示下一個影像。
第一期間I與第二期間II的劃分可以有很多種方式。舉例來說,結束第一期間I的方法可以是先判斷從觸控事件開始是否已經超過預定時段,若從觸控事件開始已經超過預定時段,則結束第一期間I並進入第二期間。而在另一個例子中,第一期間I則可以是偵測到觸控事件的期間,而當自停止觸控事件後持續一段時間(例如一秒鐘),就可以自動進入第二期間II。另一個劃分第一期間I與第二期間II的方式是藉由偵測是否在特定位置有觸控事件產生來進行;若在特定位置有觸控事件產生,則進入第二期間II,否則即停留在第一期間I。
而為使說明方便,在此假設雙穩態顯示面板的顯示粒子是藉由帶正電的白色顯示粒子的移動來顯示資訊,當雙穩態顯示面板的驅動電壓為正時,表示共同電極的電位高於畫素電極的電位,因此帶正電的白色顯示粒子會往畫素電極移動並因此遠離顯示面板的表面,故此時雙穩態顯示面板的畫素會呈現黑色灰階;反之,當驅動電壓為負時,帶正電的白色顯示粒子會往共同電極移動並因此靠近顯示面板的表面,故此時雙穩態顯示面板的畫素會呈現白色灰階。然而,此處所揭露的驅動方式不僅適用於單獨帶正電的顯示粒子為電泳粒子的狀況,而是可以適用於同時使用帶正電與帶負電兩種顯示粒子為電泳粒子的狀況。因此,以下的說明並不侷限於單類帶電粒子的驅動。
具體而言,第一期間I分為使用者的觸碰期間I1
與非觸碰期間I2
,而無論是觸碰期間I1
或非觸碰期間I2
都包含多個畫框。手寫輸入區域A在第一期間I開始時是呈現白色灰階。當雙穩態顯示面板在第一期間I時,輸入雙穩態顯示面板的共同電極的共同電壓Vcom
為高電壓(+15伏特),而在使用者的觸碰期間I1
中,輸入至使用者所觸碰的位置,如圖3之點P1上之對應的畫素電極的資料電壓Vdata
為低電壓(-15伏特),此時點P1經過多個畫框(frame)的驅動之後,灰階將由白至黑。而在非觸碰期間I2
中,同樣輸入至點P1之畫素電極的資料電壓Vdata
為高電壓(+15伏特),此時雙穩態顯示面板會維持觸碰期間I1
結束時的顯示結果。其中,輸入使用者未觸碰的位置,如圖3之點P2的畫素電極的資料電壓Vdata
為高電壓(+15伏特),以使顯示粒子維持靜止的狀態。
接著,在第二期間II內,將進一步以直流不平衡的方式驅動雙穩態顯示面板的整個顯示區域A、A’來顯示手寫輸入內容的判讀結果。首先,在第二期間II內,排列第一總量的正電荷與第二總量的負電荷的提供順序,接著安排提供電荷的順序。由於在電流相同的前提下,提供至各畫素的電荷會與驅動電壓成正比,而驅動電壓又會影響到顯示粒子的移動速度,因此在第二期間II內所提供的電荷最終將會呈現為移動顯示粒子的距離。據此,藉由對雙穩態顯示面板的各畫素提供第一總量的正電荷與第二總量的負電荷就可以形成所要顯示的下一個影像。再者,由於要平衡手寫輸入期間所造成的直流不平衡現象,所以在所提供的正電荷與負電荷中,第一總量與第二總量並不相同。
以圖4所示的波形為例,在第二期間II內,提供於資料線上而至對應畫素電極的資料電壓Vdata
只要不與共同電壓Vcom
相同,那麼就會有正電荷或負電荷被提供至對應的畫素上。請參考圖4,在資料電壓Vdata
與共同電壓Vcom
同時為0V的時段中,因為畫素電極與共同電極的電位相同,驅動電壓Vd
為0V(此處設定Vd
=Vcom
-Vdata
),所以不會有多餘的正電荷或負電荷被提供至對應的畫素上。類似的,在時段II1
內,由於資料電壓Vdata
與共同電壓Vcom
同時為15V,所以驅動電壓Vd
也為0V,同樣不會有多餘的正電荷或負電荷被提供至對應的畫素上。
然而,在時段II2
內,由於資料電壓Vdata
為15V,而共同電壓Vcom
則為-15V,所以驅動電壓Vd
變為-30V,導致在驅動過程中產生淨負電荷-Q1
被提供至對應畫素的結果。也就是說,在時段II2
內的驅動電壓Vd
導致帶正電的顯示粒子往共同電極移動。相反地,在時段II3
內,由於資料電壓Vdata
為-15V,而共同電壓Vcom
則為15V,所以驅動電壓Vd
變為30V,導致在驅動過程中產生淨正電荷+Q1
’被提供至對應畫素的結果。也就是說,在時段II3
內的驅動電壓Vd
導致帶正電的顯示粒子往畫素電極移動。
至於正負電荷總量的差異值,以及正負電荷提供的順序等,可以依照所想要達成的顯示畫面與原本畫面之間的灰階差異而定,在此不多加敘述。
更詳細的來看,在顯示判讀結果的時候可以有好幾種做法。其中一種是在顯示判讀結果之前先插入一個具有特定顏色的畫面(此插入畫面的操作期間被稱為畫面更新期間),並在插入這一個畫面的時候採用直流不平衡的方式來驅動顯示器,藉以達到提供不同總量的正、負電荷的目的。若採用這樣的做法,那麼在手寫輸入之後會先出現一個特定色彩的畫面,並在這個特定色彩的畫面之後再出現手寫辨識的結果。然而,由於特定色彩畫面的存在,無論此特定色彩畫面的顏色是與筆跡相同的黑色,或者是與底色相同的白色(當然也可能反過來,筆跡是白色,底色是黑色),或者是其他任意顏色,有可能讓使用者感覺到操作上出現些許的不順暢,進而影響到使用者對整體的觀感。
隨著運算速度的快速發展,要取得手寫辨識結果所需的時間已經大幅度的縮短。是以,根據本發明之一實施例,可以在顯示判讀結果的時候進一步把提供不同總量的正、負電荷的驅動部分直接融入在辨識手寫結果的時候,也就是依照手寫辨識的結果來決定所要顯示的畫面內容,並將此畫面顯示於手寫輸入畫面之後而不需要在其間插入另一個過渡畫面。換言之,在前一個實施例中,於手寫輸入畫面之後的目標顯示畫面是一個具有特定顏色的畫面,而並不是手寫辨識的結果畫面;但在此實施例中,於手寫輸入畫面之後的目標顯示畫面則直接是手寫辨識後的結果畫面。因此,相對於先前把插入具有特定顏色的畫面的操作期間稱為畫面更新期間,此時則是把用以顯示辨識結果的驅動期間稱為畫面更新期間。如此一來,使用者將不會因顯示插入畫面而感受到操作延遲,且整體運作的時間也將由原本的顯示兩個畫面而得以縮減為顯示一個畫面,相對地加速了整體顯示的速度。
總而言之,在第一期間I結束的時候,雙穩態顯示面板顯示的是如圖3所示的畫面。而在第二期間II結束的時候,雙穩態顯示面板顯示的則是有手寫判斷結果的畫面。換句話說,透過第二期間II的驅動,雙穩態顯示面板將從一個畫面轉換為另一個畫面。
更詳細地說,請參照圖3與圖4,在由第一期間I進入第二期間II時,先對對應於點P1之畫素的電極提供負電荷-Q1
,然後再提供正電荷+Q1
’。而正、負電荷所造成的直流不平衡現象可以驅動電壓乘以驅動時間來表示,因此點P1在第二期間II中先受到-30V*160ms=-4800Vms的直流不平衡(假設提供-Q1
的期間為160ms),而在之後則受到30V*320ms=9600Vms(假設提供+Q1
’的期間為320ms)的直流不平衡。如此,則在整個第二期間II中,為了從圖3的畫面轉換到另一個畫面時,對於點P1所進行的驅動為造成電荷總量差異為9600Vms+(-4800Vms)的直流不平衡驅動方式。
類似的,請參照圖3與圖5。在對應到沒有手寫輸入的點,如圖3所示的點P2的時候,在第一期間I之內,由於沒有被觸碰,所以資料電壓Vdata
會維持在與共同電壓Vcom
相同的位準上。應注意的是,雖然點P2沒有被使用者觸碰,但是由於資料電壓Vdata仍然是每一個畫框都被寫入一次至與點P2相應的畫素中,所以如前述圖2中的虛線200a~200i的起伏狀況還是會出現,也因此在第一期間I之內仍然無法達到理想的直流平衡驅動。
在圖5中,由第一期間I進入第二期間II時,先對對應於點P2之畫素的電極提供正電荷+Q2
’,然後再提供負電荷-Q2
。而正、負電荷所造成的直流不平衡現象可以驅動電壓乘以驅動時間來表示,因此點P2在第二期間II中先受到30V*320ms=9600Vms(假設提供+Q1
’的期間為320ms)的直流不平衡,而在之後則受到-30V*160ms=-4800Vms的直流不平衡(假設提供-Q1
的期間為160ms)。如此,在整個第二期間II中,為了從圖3的畫面轉換到另一個畫面時,對於點P2所進行的驅動為造成電荷總量差異為9600Vms+(-4800Vms)的直流不平衡驅動方式。
前述對於點P1與點P2的正負電荷供應順序並不是絕對的。其供應順序可以互相調整,也可以分成多段進行。例如,正電荷的供給可以分為三段進行,而負電荷的供給可以分為五段進行;其排列順序可以先正後負,可以先負後正,也可以正負相間並輪流提供。總之,所提供的正負電荷的總電量會被設計成有一個差異值存在,而包含提供的順序、提供的次數等等,則可視情況而自行調整。
此外,為了更好的消除鬼影或褪色現象,可以經過實驗來調整第二期間II所供應的電荷總量差異值,以使第二期間II所供應的電荷總量差異值能配合第一期間I所產生的電荷總量差異值,並進而使整體的顯示達到直流平衡。
當然,為了簡化操作,較佳地應在第一期間I與第二期間II之外的時間內均以直流平衡的方式驅動雙穩態顯示面板。也就是說,當雙穩態顯示面板並非在手寫輸入期間與辨識手寫輸入內容的期間時,應以直流平衡的方式驅動雙穩態顯示面板,以免造成整體設計上的複雜化。
綜上所述,在本發明之雙穩態顯示面板的驅動方法中,由於在手寫輸入期間結束後是以直流不平衡的方式驅動雙穩態顯示面板以顯示下一個畫面,所以可進一步避免因手寫輸入期間之穿饋效應而造成的褪色及鬼影的情形。因此,本發明之雙穩態顯示面板的驅動方法可避免畫面有鬼影的情形發生。
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。
A‧‧‧手寫輸入區域
A’‧‧‧非手寫輸入區域
I‧‧‧第一期間
I1
、t1‧‧‧觸碰期間
I2
、t2‧‧‧非觸碰期間
II‧‧‧第二期間
II1
、II2
、II3
‧‧‧時段
T1、T2‧‧‧期間
+Q1
’、+Q2
’‧‧‧正電荷
-Q1
、-Q2
‧‧‧負電荷
P1、P2‧‧‧點
Vcom
‧‧‧共同電壓
Vdata
‧‧‧資料電壓
Vd
‧‧‧驅動電壓
圖1是習知之電泳顯示器在影像更新期間的電壓變化示意圖。
圖2是習知之電泳顯示器在手寫輸入期間的電壓變化示意圖。
圖3是本發明一實施例之雙穩態顯示面板的顯示畫面示意圖。
圖4是圖3之雙穩態顯示面板的被觸控的畫素在第一與第二期間中的驅動波形的一個實施例。
圖5是圖3之雙穩態顯示面板的未被觸控的畫素在第一與第二期間中的驅動波形的一個實施例。
I...第一期間
I1
...觸碰期間
I2
...非觸碰期間
II...第二期間
II1
、II2
、II3
...時段
+Q1
’...正電荷
-Q1
...負電荷
Vcom
、Vdata
...電壓
Vd
...驅動電壓
Claims (7)
- 一種雙穩態顯示面板的驅動方法,包括:提供一手寫輸入期間;以及當該手寫輸入期間結束,以直流不平衡的方式驅動該雙穩態顯示面板以顯示下一個影像,其中,當該手寫輸入期間結束,以直流不平衡的方式驅動該雙穩態顯示面板以顯示下一個影像,包括:結束該手寫輸入期間並進入一畫面更新期間;在該畫面更新期間,排列一第一總量的正電荷與一第二總量的負電荷的提供順序;以及依照提供順序對該雙穩態顯示面板的資料線提供該第一總量的正電荷與該第二總量的負電荷以形成所要顯示的下一個影像,其中,該第一總量與該第二總量不相同。
- 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法,其中該第一總量與該第二總量所差的電荷數量是由插入與手寫輸入期間的輸入筆跡相同顏色的一幀畫面所提供,其中,插入該幀畫面的期間為該畫面更新期間。
- 如申請專利範圍第1項所述的驅動方法,其中結束該手寫輸入期間,包括:判斷從手寫輸入開始是否已經超過一預定時段;以及若從手寫輸入開始已經超過該預定時段,則結束該手寫輸入期間。
- 一種雙穩態顯示面板的驅動方法,包括:在一第一期間,以直流不平衡的方式驅動該雙穩態顯示面板的部分顯示區域;以及在該第一期間之後的一第二期間內,以直流不平衡的方式驅動該雙穩態顯示面板的整個顯示區域,其中,在該第二期間內,以直流不平衡的方式驅動該雙穩態顯示面板的整個顯示區域,包括:在該第二期間內,排列一第一總量的正電荷與一第二總量的負電荷的提供順序;以及依照提供順序對該雙穩態顯示面板的資料線提供該第一總量的正電荷與該第二總量的負電荷以形成所要顯示的下一個影像,其中,該第一總量與該第二總量不相同。
- 如申請專利範圍第4項所述的驅動方法,更包括:在該第一期間與該第二期間之外的時間內,均以電荷平衡的方式驅動該雙穩態顯示面板。
- 如申請專利範圍第4項所述的驅動方法,其中該第一期間為手寫輸入的期間,且該第二期間為辨識手寫輸入內容的期間。
- 如申請專利範圍第4項所述的驅動方法,其中在該第一期間內,除了被以直流不平衡的方式所驅動的該雙穩態顯示面板的部分顯示區域之外,該雙穩態顯示面板的其他部分的顯示 區域皆被維持在不改變原本顯示狀態的環境下。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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