KR20070119167A - 러빙 장치 및 시스템과 이를 이용한 표시 장치의 러빙 방법 - Google Patents

러빙 장치 및 시스템과 이를 이용한 표시 장치의 러빙 방법 Download PDF

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KR20070119167A KR1020060053418A KR20060053418A KR20070119167A KR 20070119167 A KR20070119167 A KR 20070119167A KR 1020060053418 A KR1020060053418 A KR 1020060053418A KR 20060053418 A KR20060053418 A KR 20060053418A KR 20070119167 A KR20070119167 A KR 20070119167A
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Abstract

배향막이 마련된 기판을 회전시켜 배향막의 러빙 방향을 조절할 수 있는 러빙 장치가 개시된다. 본 발명은 기판이 지지 고정되는 스테이지부와, 상기 기판을 러빙하는 러빙 롤러가 마련된 러빙 롤러부를 포함하고, 러빙 방향 조절을 위해 상기 기판이 회전한다. 이와 같이 기판을 지지하는 스테이지부 또는 기판을 회전시켜 기판과 러빙 롤러가 이루는 각도를 다양하게 조절할 수 있고, 러빙 롤러를 고정시킨 상태에서 스테이지부를 회전시켜 기판의 러빙 방향을 조절하여 공정을 단순화하고, 러빙 방향과 기판의 진행 방향을 동일하게 하여 러빙시 발생하는 스크레치등의 결함을 방지할 수 있다.
배향막, 러빙 공정, 러빙 장치, 스테이지, 회전, 러빙 각, 러빙 방향

Description

러빙 장치 및 시스템과 이를 이용한 표시 장치의 러빙 방법{RUBBING APPARATUS AND SYSTEM AND METHOD FOR RUBBING DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙 장치의 평면 개념도.
도 2는 일 실시예에 따른 러빙 장치의 단면 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙 시스템의 개념도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 표시 장치의 기판 러빙 방법을 설명하기 위한 개념도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 스테이지부 110 : 기판 지지판
120 : 구동부 200 : 러빙 롤러부
본 발명은 러빙 장치 및 시스템과 이를 이용한 표시 장치의 러빙 방법에 관 한 것으로, 러빙 공정을 단순화하고 러빙 스크래치 발생을 줄일 수 있는 러빙 장치 및 시스템과 이를 이용한 표시 장치의 러빙 방법에 관한 것이다.
화상을 표시하는 평판 표시 장치 중 하나인 액정 표시 장치는 두 개의 기판 사이에 전압을 인가하여 기판 사이의 액정을 구동시켜 광의 투과율을 제어함으로써 화상을 표시한다.
두 기판 사이 액정의 균일한 배향을 위해 기판의 일면에 배향막을 도포하고, 러빙 공정을 실시한다. 배향막은 사이드 체인이 프리틸트를 갖기는 하지만 방향성이 없이 불규칙적으로 배열하고 있다. 따라서, 러빙 천이 감긴 롤러와 배향막 표면을 마찰시키는 러빙 공정을 통해 배향막을 일정한 방향으로 배향시킨다.
종래의 러빙 공정의 경우 러빙 천이 감김 롤러의 각도와 기판의 진행 방향에 따라 배향막의 러빙 방향을 조절하였기 때문에 러빙 방향의 제어에 있어서 많은 문제가 있었다. 먼저, 롤러의 각도와 기판의 진행 방향을 각기 설정하여야 하기 때문에 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 즉, 기판의 진행 방향을 먼저 설정한 다음 롤러의 각도를 설정하여 러빙 방향을 결정한다. 이러한 기판과 롤러는 각기 다른 장치에 의해 구동하기 때문에 기판의 진행 방향 설정과 롤러의 각도 설정을 각기 다른 장치를 이용하여 수행하여야 하기 때문에 공정이 복잡해진다.
또한, 기판의 진행 방향과 러빙 방향이 일치하지 않음으로 인해 러빙 스크래치가 발생하는 문제가 있다. 기판의 진행 방향에 대하여 롤러가 일정한 각도로 틀어져 있기 때문에 이로인한 스크래치가 빈번히 발생하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 기판 스테이지를 회전시켜 러빙 방향을 결정할 수 있고, 기판의 진행 방향과 러빙 방향을 일치시켜 러빙 스크래치 발생을 방지할 수 있는 러빙 장치 및 시스템과 이를 이용한 표시 장치의 러빙 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기판 표면의 배향막을 러빙하는 러빙 장치에 있어서, 기판이 지지 고정되는 스테이지부와, 상기 기판을 러빙하는 러빙 롤러가 마련된 러빙 롤러부를 포함하고, 러빙 방향 조절을 위해 상기 기판이 회전하는 러빙 장치를 제공한다.
여기서, 상기 기판이 지지 고정된 상기 스테이지부가 회전 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 스테이지부는 그 상부에 안착되는 기판을 회전시키는 회전 부재를 포함할 수도 있다.
상기 스테이지부는 상기 기판이 지지 고정되는 기판 지지판과, 상기 기판 지지판을 회전시키는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 기판 지지판은 원형 또는 정 다각형 형상인 것이 효과적이다.
상기의 러빙 롤러부가 고정되고, 상기 스테이지부가 고정된 상기 러빙 롤러부의 상기 러빙 롤러에 대하여 전후 운동을 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 기판을 러빙하고, 상기 기판을 회전시켜 러빙 방향을 조절하는 러빙 장치와, 상기 기판을 러빙 장치에 공급하는 기판 공급 장치와, 상기 러빙 완료된 기판을 배출하는 기판 배출 장치와, 상기 러빙 장치 전후에 마련되어 기판을 세정하는 세정 장치를 포함하는 러빙 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 기판을 러빙하는 러빙 장치를 이용한 기판 러빙 방법에 있어서, 상기 기판을 상기 러빙 장치의 스테이지부 상에 안착시키는 단계와, 상기 기판 또는 스테이지부를 회전시키는 단계와, 상기 기판이 안착된 상기 스테이지부 또는 상기 러빙 장치의 러빙 롤러를 전후 운동시켜 상기 기판을 러빙하는 단계를 포함하는 기판 러빙 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙 장치의 평면 개념도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 러빙 장치의 단면 개념도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 러빙 장치는 기판(10)이 안착되는 스테이지부(100)와, 상기 기판(10)을 러빙하는 러빙 롤러부(200)를 포함하되, 상기 스테이지부(100)는 회전 가능하다. 이와 같이 스테이지부(100)를 회전시켜 기판(10)의 러빙 방향을 결정하고, 러빙 롤러부(200) 또는 스테이지부(100)의 진행 방향과 상기 기판(10)의 러빙 방향을 동일하게 할 수 있다.
러빙 롤러부(200)는 러빙을 수행하는 러빙 롤러(210)와, 상기 러빙 롤러(210)에 접속되어 러빙 롤러(210)에 회전력을 제공하는 스핀들부(spindle; 220)와, 상기 러빙 롤러(210)의 회전을 지지하고 러빙 롤러(210) 및/또는 스핀들부(220)를 고정하는 고정축(230)을 포함한다.
상기의 러빙 롤러(210)는 회전축(212)과, 회전축(212)에 감긴 러빙 천(211)을 포함한다. 러빙 천(211)의 표면에는 무수히 많은 러빙 파일들이 구비되고, 상기 러빙 파일들이 실질적으로 기판(10)과 마찰하여 기판(10)의 표면에 배양홈을 형성한다. 러빙 천(211)은 별도의 결합부재를 통해 회전축(212)에 결합될 수 있다. 즉, 양면 테이프와 같은 접착성 물질을 통해 회전축(212)에 감겨 있을 수 있다. 또한, 러빙 천(211)은 회전축(212)의 일부에 고정부재를 통해 고정될 수 있다. 즉, 회전축(212) 일부에 진공 흡착용 홈이 형성되어 이를 통해 러빙 천(211)이 회전축(212)에 감겨 있을 수도 있다. 물론 러빙 천(211)의 양 단부를 나사를 이용하여 회전축(212)에 고정시킬 수도 있다.
상기의 스핀들부(220)의 일단은 구동부(미도시)에 접속되고, 타단은 러빙 롤러(210)의 회전축(212)에 접속되는 것이 바람직하다. 또한, 스핀들부(220)는 고정축(230)을 통해 고정되고, 외부에 마련된 구동부를 통해 구동력을 인가 받아 이를 러빙 롤러(210)에 인가한다. 물론 상기 고정축(230)과 스핀들부(220) 사이에 구동 부가 마련되어 구동부의 구동력을 직접 스핀들부(220)를 통해 러빙 롤러(210)에 인가할 수도 있다.
본 실시예에 따른 러빙 롤러부(200)는 도 2에서와 같이 고정축(230)에 의해 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이를 통해 러빙 방향 제어를 위한 러빙 롤러부(200)의 각도 조절을 수행하지 않게 되어 공정 단순화를 이룰 수 있다. 또한, 러빙 롤러(210)의 각도 조절을 위한 별도의 제어장치를 사용하지 않을 수 있어 장치의 제작 단가를 줄일 수 있고, 또한 이의 유지 보수를 용이하게 실시할 수 있다.
상기 러빙 롤러(210)의 러빙 천(211)은 스테이지부(100) 상에 안착된 기판(10)과 마찰하여 기판(10) 표면에 일정 방향의 러빙 홈을 형성한다. 이때, 본 실시예에서는 앞서 설명한 바와 같이 기판(10) 표면의 러빙 홈의 방향을 기판에 대한 러빙 롤러(210)의 각도 조절이 아닌 스테이지부(100)의 회전 운동을 통해 제어할 수 있다.
이러한 본 실시예에 따른 스테이지부(100)는 기판(10)을 지지하는 기판 지지판(110)과, 상기 기판 지지판(110)을 상하좌우로 이동시키거나 회전시키는 구동부(120)를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 구동부(120)를 통해 기판(10)이 지지 고정된 기판 지지판(110)을 회전 시켜 기판(10)과 러빙 롤러(210)가 이루는 각을 조절하여 기판(10)의 러빙 방향을 조절할 수 있다. 즉, 러빙 롤러(210)의 축방향이 일정하게 고정되어 있기 때문에 기판 지지판(110)을 회전시켜 기판(10)과 러빙 롤러(210)가 이루는 각을 자유롭게 조절할 수 있다.
상기 기판 지지판(110)은 복수의 진공 홈(미도시)을 통해 그 상부에 안착된 기판(10)을 지지 고정하는 것이 바람직하다. 즉, 기판(10)이 기판 지지판(110)에 안착되면 진공 홈을 통해 기판(10) 후면을 잡아 기판(10)이 미끄러져 떨어지는 현상을 방지한다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 기판 지지판(110)에는 소정의 돌기가 마련되어 기판(10)을 지지 고정할 수도 있고, 오목부가 마련되어 오목부 내부에 기판(10)이 지지 고정될 수도 있다. 또한, 기판 지지판(110) 내부에는 기판(10) 로딩 및 언로딩을 위한 복수의 리프트 핀이 마련될 수도 있다.
기판 지지판(110)은 도면에 도시된 바와 같이 원형의 판 형상으로 제작하는 것이 바람직하다. 이를 통해 기판 지지판(110)이 회전할 경우 러빙 롤러부(200)와 중첩되는 최대 길이가 변화되는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 기판 지지판(110)을 0도 내지 360도의 범위 내에서 다양하게 회전시켜도 일 방향(러빙 롤러부(200)의 러빙 롤러(210)의 축 방향)을 기준으로 그 최대 길이가 동일하게 된다. 물론 이에 한정되지 않고, 사각형 및 오각형을 포함하는 다각형을 사용할 수도 있다. 이때, 다각형을 사용할 경우에는 각 변의 길이와 각의 크기가 동일한 정 다각형을 사용하는 것이 효과적이다.
구동부(120)는 도시되지 않은 기판 지지판(110)을 전후 운동을 담당하는 전후 운동 수단과, 상하 운동을 담당하는 상하 운동 수단과, 회전 운동을 담당하는 회전 운동 수단을 포함하고, 상기 각 운동 수단에 동력을 공급하는 동력 전달 수단 및 동력 생성 수단을 포함한다.
상기 전후 운동 수단, 상하 운동 수단 및 회전 운동 수단은 하나의 몸체 내 에 마련될 수 있고, 각기 분리된 몸체에 마련될 수도 있다. 예를 들어 상기 기판 지지판(110)에 접속된 하나의 축을 기준으로 상기 축이 상하 좌우로 이동하거나 회전할 수 있다. 또는 기판 지지판(110)을 회전시키는 회전 몸체와, 기판 지지판(110)을 상하 및 좌우 운동시키는 이동 몸체로 분리될 수도 있다.
또한, 상기 동력 생성 수단 및 동력 전달 수단은 단일의 수단일 수도 있고, 복수의 수단으로 분리 구성될 수도 있다.
본 실시예에서는 상기 기판(10)이 안착된 기판 지지판(110)을 회전시켜 기판(10)을 회전시켰다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 기판 지지판(110) 상의 기판(10)을 회전시켜 기판(10)의 러빙 방향을 제어할 수 있고, 기판(10)의 진행 방향과 러빙 방향을 동일하게 유지하여 러빙 스크래치를 줄일 수 있다. 이를 위해 상기 기판 지지판(110) 내에는 소정의 회전 부재(미도시)가 마련되어 그 상부에 안착되는 기판(10)을 회전시킬 수 있다.
하기에서는 상술한 러빙 장치를 이용하여 기판을 러빙하는 자동화된 러빙 시스템에 관해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙 시스템의 개념도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 러빙 시스템은 기판을 러빙하고 기판을 회전시켜 러빙 방향을 조절하는 러빙 장치(340)와, 기판을 러빙 장치에 공급하는 기판 공급 장치와, 상기 러빙 완료된 기판을 배출하는 기판 배출 장치와, 상기 러빙 장치 전후에 기판을 세정하는 세정 장치(320, 360)를 포함한다. 또한, 상기 러빙 장치(340)에 공급되거나 배출되는 기판의 위치를 정렬하는 기판 정렬 장치(330, 350)를 더 포함한다. 바람직하게는 도면에 도시된 바와 같이 배향막이 도포된 기판이 마련된 버퍼(310)와, 상기 버퍼(310)로부터 입력된 기판을 세정하는 제 1 세정 장치(320)와, 상기 제 1 세정 장치(320)의 기판의 위치를 정렬하는 제 1 정렬 장치(330)와, 상기 제 1 정렬 장치(330)를 통해 인가받은 기판을 러빙하는 러빙 장치(340)와, 러빙 완료된 기판을 다시 재 정렬하는 제 2 정렬 장치(350)와, 상기 정렬 장치(350)의 기판을 세정하는 제 2 세정 장치(360)와, 상기 제 2 세정 장치(360)의 기판을 카셋트에 적재하는 언로더(370)를 포함한다.
상기 버퍼(310)는 기판을 이송하는 이송 수단을 포함하여 카셋트에 적재되어 있는 기판을 인입시키고, 인입된 기판을 제 1 세정 장치(320)에 공급한다. 제 1 세정 장치(320)는 초음파 세정을 실시하여 기판 표면의 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 기판을 제 1 정렬 장치(330)에 공급한다. 제 1 정렬 장치(330)는 세정이 완료된 기판의 위치를 정렬하여, 위치 정렬된 기판을 러빙 장치(340)에 공급한다. 러빙 장치(340)는 공급 받은 기판을 스테이지부(100)에 안착 시킨 다음 스테이지부(100)를 회전시켜 기판의 러빙 방향을 결정한다. 이후, 스테이지부(100)를 러빙 롤러(210)를 기준으로 전후로 진행시켜 기판의 러빙을 실시하고, 러빙이 완료된 기판을 제 2 정렬 장치(350)로 제공한다. 제 2 정렬 장치(350)는 제공받은 기판의 위치를 정렬하고, 제 2 세정 장치(360)에 공급한다. 제 2 세정 장치(360)는 러빙이 완료된 기판의 표면을 세정한 다음 기판 언로더(370)에 공급한다. 기판 언로더(370)에는 기판을 이송하는 이송 수단을 통해 카셋트에 기판을 적재한다.
하기에서는 상술한 러빙 장치와 러빙 시스템을 이용한 기판 러빙 방법을 설 명한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 표시 장치의 기판 러빙 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 러빙 장치의 스테이지부(100) 상에 기판(10)을 안착한다. 이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 버퍼(310)에 저장된 기판(10)은 제 1 세정 장치(320)와 제 1 정렬 장치(330)를 거쳐 스테이지부(100)의 기판 지지판(110) 상에 기판(10)을 안착한다. 이때, 기판(10) 안착을 위해 기판 지지판(110)이 하강 운동하여 기판(10)을 인입 받고, 상승 운동하여 러빙 위치에 기판(10)을 배치시키는 것이 바람직하다. 그리고, 복수의 리프트 핀이 상승하여 기판(10)을 지지할 수도 있다. 본 실시예에 따른 기판(10)으로 도면과 같이 사각형 형상의 투광성 유리 기판을 사용하는 것이 바람직하고, 그 표면에 배향막이 마련되어 있다. 초기 인입되어 기판 지지판(110) 상에 안착된 기판(10)은 러빙 롤러(210)의 장축 방향에 대하여 그 일변이 평행하게 배치된다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이 러빙 롤러(210)의 장축 방향에 대하여 그 단변이 평행하게 배치되고, 따라서, 장변이 수직하게 배치된다. 즉, 러빙 롤러(210)의 장축 방향과 단변이 이루는 각은 0도이고, 장변이 이루는 각은 90도가 된다.
이어서 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판 지지판(110)을 회전시켜 기판(10)의 러빙 방향을 조절한다. 즉, 기판(10)의 단변 및 장변과 러빙 롤러(210)가 이루는 각을 조절하여 기판(10)의 러빙 방향을 조절한다. 예를 들어 기판(10)의 러빙 방향을 기판(10) 장변에 대하여 45도 각도로 할 경우 상기 기판 지지판(110)을 45도 회전시키게 되면 기판(10)의 장변과 러빙 롤러(210)의 장축 방향으로 연장된 가상 선과 이루는 각이 45도가 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 기판 지지판(110)을 전/후로 진행하여 기판(10)과 러빙 롤러(210)간을 마찰 시켜 배향막 표면에 일정한 배향 방향을 갖는 러빙 홈을 형성한다. 이때, 상기 기판 지지판(110)은 러빙 롤러와 수직한 방향으로 전/후 운동을 수행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 본 실시예에 따른 러빙 장치의 경우 기판(10)의 러빙 방향을 조절하기 위해 단지 기판 지지판(110) 만을 회전시키기 때문에 그 공정이 단순해질 수 있다. 또한, 러빙 방향과 러빙 롤러로 진행하는 기판의 진행 방향이 동일하여 러빙시 발생할 수 있는 스크래치를 방지할 수 있다.
물론 상술한 설명에서는 기판 지지판(110)이 회전하여 기판(10)의 러빙 방향을 조절하였지만 이에 한정되지 않고, 기판(10)이 회전하여 기판(10)의 러빙 방향을 조절할 수 있다. 또한, 러빙 롤러(210)가 고정된 상태에서 기판 지지판(110)이 전/후로 진행하여 기판(10)과 러빙 롤러(210)가 마찰되도록 하였지만 이에 한정되지 않고, 기판 지지판(110)이 고정된 상태에서 러빙 롤러(210)가 전/후로 진행하여 기판(10)과 러빙 롤러(210)가 마찰되도록 할 수 있다.
이후, 러빙이 완료된 기판(10)은 제 2 정렬 장치(350)와 제 2 세정 장치(360)를 거친 다음 언로더(370)를 통해 카셋트에 적재된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기판을 지지하는 스테이지부를 회전하여 기판과 러빙 롤러가 이루는 각도를 다양하게 조절할 수 있다.
또한, 러빙 롤러를 고정시킨 상태에서 스테이지부를 회전시켜 기판의 러빙 방향을 조절하여 공정을 단순화하고, 러빙 방향과 기판의 진행 방향을 동일하게 하여 러빙시 발생하는 스크래치등의 결함을 방지할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (8)

  1. 기판 표면의 배향막을 러빙하는 러빙 장치에 있어서,
    기판이 지지 고정되는 스테이지부;
    상기 기판을 러빙하는 러빙 롤러가 마련된 러빙 롤러부를 포함하고,
    러빙 방향 조절을 위해 상기 기판이 회전하는 러빙 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판이 지지 고정된 상기 스테이지부가 회전 하는 러빙 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이지부는 그 상부에 안착되는 기판을 회전시키는 회전 부재를 포함하는 러빙 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테이지부는 상기 기판이 지지 고정되는 기판 지지판과, 상기 기판 지지판을 회전시키는 구동부를 포함하는 러빙 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 지지판은 원형 또는 정 다각형 형상인 러빙 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 러빙 롤러부가 고정되고, 상기 스테이지부가 고정된 상기 러빙 롤러부의 상기 러빙 롤러에 대하여 전후 운동을 하는 러빙 장치.
  7. 기판을 러빙하고, 상기 기판을 회전시켜 러빙 방향을 조절하는 러빙 장치;
    상기 기판을 러빙 장치에 공급하는 기판 공급 장치;
    상기 러빙 완료된 기판을 배출하는 기판 배출 장치;
    상기 러빙 장치 전후에 마련되어 기판을 세정하는 세정 장치를 포함하는 러빙 시스템.
  8. 기판을 러빙하는 러빙 장치를 이용한 기판 러빙 방법에 있어서,
    상기 기판을 상기 러빙 장치의 스테이지부 상에 안착시키는 단계;
    상기 기판 또는 스테이지부를 회전시키는 단계;
    상기 기판이 안착된 상기 스테이지부 또는 상기 러빙 장치의 러빙 롤러를 전후 운동시켜 상기 기판을 러빙하는 단계를 포함하는 기판 러빙 방법.
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