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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen Halbleiterleuchtvorrichtung, bei dem ein Träger zum Tragen einer LED bereitgestellt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Halbleiterleuchtvorrichtung, die mittels des Verfahrens hergestellt worden ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeug-Außenleuchte, die mindestens eine solche Halbleiterleuchtvorrichtung aufweist, ein Fahrzeug-Interieurteil, das mindestens eine solche Halbleiterleuchtvorrichtung aufweist, sowie ein Fahrzeug mit mindestens einer solchen Vorrichtung.
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine OLED in einem Kraftfahrzeug an einem Halter zu befestigen.
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In
DE 10 2009 009 612 A1 wird offenbart, dass eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ein flächiges Leuchtmittel hat, das elektrische Anschlusskontakte aufweist. Das Leuchtmittel ist an einer Halterung angeordnet, die zwischen einer Offen- und einer Schließstellung aufeinander zu- und voneinander wegbewegbare Halteteile und ein Trägerteil für die Halteteile aufweist. Die Halteteile übergreifen in Schließstellung einander abgewandte Randbereiche des Leuchtmittels derart, dass das Leuchtmittel zwischen den Halteteilen fixiert ist. Die Halterung weist an mindestens einem der Halteteile elektrische Kontaktelemente auf, die bei Schließstellung an einem ihnen zugeordneten Anschlusskontakt des Leuchtmittels zur Anlage kommen. Die Halteteile sind einstückig mit dem Trägerteil verbunden und das Trägerteil ist derart elastisch verformbar, dass die Halteteile zwischen der Offen- und der Schließstellung aufeinander zu- und voneinander wegbewegbar sind. Die lichte Weite zwischen den Halteteilen ist derart auf die Abmessungen des Leuchtmittels abgestimmt, dass die Halteteile in der Schließstellung eine mechanische Vorspannung auf das zwischen den Halteteilen angeordnete Leuchtmittel ausüben.
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DE 10 2005 003 157 A1 offenbart eine Beleuchtungseinheit in einer Sonnenblende eines Fahrzeugs, insbesondere einem Kraftfahrzeug, die als Leuchtmittel eine OLED aufweist. Die OLED kann in einem rahmenartigen Halter angeordnet sein. Die OLED ist mit dem rahmenartigen Halter stoffschlüssig verbunden, z.B. durch Kleben.
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WO 2013/007234 A1 beschreibt ein Leuchtmittel mit wenigstens einer organischen, Licht emittierenden Diode (OLED), die auf einem Trägermaterial aufgebracht ist, welches mit einer metallischen Schicht bedampft ist, die der Spannungsversorgung der OLED dient und hierfür mit Anschlussleitern in Verbindung steht, wobei wenigstens ein Anschlusskontakt einerseits stoffschlüssig an zumindest der metallischen Schicht angebunden ist und andererseits unmittelbar in einem Isolierstoffgehäuse festgelegt ist.
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Diese Montagearten weisen den Nachteil auf, dass mit ihnen keine berührungslose Befestigung möglich ist und ein Einbau- oder Befestigungsvorgang langsam ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit zur Befestigung von LEDs, insbesondere OLEDs, insbesondere in Fahrzeugen, bereitzustellen, die berührungslos erfolgen kann und/oder die einen schnelleren Einbau- oder Befestigungsvorgang ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiterleuchtvorrichtung, bei dem ein Träger bereitgestellt wird, eine LED mit einer Haftschicht auf den Träger aufgelegt wird und die LED mittels Unterdrucks an den Träger herangezogen wird.
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Dies ergibt den Vorteil, dass die Befestigung der LED berührungslos und schnell erfolgen kann und/oder einen schnelleren Einbau- oder Befestigungsvorgang ermöglicht, insbesondere im Vergleich zu Verbindungen mit Kraft- und/oder Formschlussmitteln. Im Vergleich zu üblichen stoffschlüssigen Verbindungen, bei denen die LED mechanisch auf den Träger aufgedrückt wird, ergeben sich ein besonders geringer Einbauaufwand und eine besonders geringe mechanische Belastung der LED beim Einbau. Es wird also zur Befestigung der LED an dem Träger ein Unterdruck zwischen dem Träger und der LED erzeugt.
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Die LED kann eine anorganische LED oder eine organische LED (OLED) sein.
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Der Träger kann ein Bauteil eines Fahrzeugs sein, z.B. eine Komponente eines Fahrzeug-Interieurteils oder einer Fahrzeug-Außenbeleuchtung (beispielsweise einer Heckleuchte).
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Dem Verfahren kann ein Schritt eines Aufbringens der Haftschicht an der LED vorangehen. Die LED weist insbesondere zwei Flachseiten auf, von denen eine Flachseite oder beide Flachseiten als lichtabstrahlende Flachseiten ausgebildet sein können. Die Haftschicht kann an einer Flachseite ("Auflageseite") auf dem Träger aufliegen, die einer lichtabstrahlenden Flachseite abgewandt ist. Für den Fall, dass die Auflageseite selbst auch lichtabstrahlend ist, kann der Träger reflektierend ausgebildet sein.
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Der Unterdruck kann auch als "Vakuum" bezeichnet werden.
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Die Haftschicht kann eine Klebeschicht sein, insbesondere eine Klebefolie.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die LED auf eine Auflagefläche oder Befestigungsfläche des Trägers aufgelegt wird, welche Befestigungsfläche mindestens eine Unterdrucköffnung aufweist und die LED mittels an der mindestens einen Unterdrucköffnung erzeugten Unterdrucks an den Träger herangezogen wird. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine besonders zuverlässige großflächige Erzeugung des Unterdrucks und einen besonders kompakten Aufbau.
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Die Unterdrucköffnungen können in die Befestigungsfläche mündende Öffnungen mindestens eines durch den Träger durchlaufenden Unterdruckkanals sein. Der Unterdruckkanal kann an seiner anderen Seite an eine Unterdruck-Erzeugungseinrichtung (z.B. eine Luftpumpe oder eine Vakuumpumpe) angeschlossen sein. In einer Variante können sämtliche Unterdrucköffnungen einem einzigen Unterdruckkanal zugeordnet sein, was einen besonders einfachen Anschluss an die Unterdruck-Erzeugungseinrichtung ermöglicht. In einer anderen Variante können die Unterdrucköffnungen unterschiedlichen Unterdruckkanälen zugeordnet sein, insbesondere jeder Unterdrucköffnung ein jeweiliger Unterdruckkanal. Dies ermöglicht eine besonders vielgestaltige Erzeugung von Unterdruck.
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Die Haftschicht kann sich auch zwischen der LED und der mindestens einen Unterdrucköffnung befinden und nach ihrem Aushärten als Schutzschicht der LED gegenüber der Unterdrucköffnung dienen. Zum Schutz der LED kann der mindestens eine Unterdruckkanal verschlossen werden.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Befestigungsfläche mehrere Unterdrucköffnungen aufweist und der Unterdruck zeitlich versetzt an den Unterdrucköffnungen erzeugt wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die LED lokal zu unterschiedlichen Zeiten an den Träger herangezogen werden kann, wodurch eine mechanische Beanspruchung der LED besonders effektiv vermieden werden kann. Insbesondere können so Bereiche mit besonders hohen Zug- oder Druckspannungen (Verzerrungen) auf einfache Weise vermieden werden, beispielsweise Falten o.ä.
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Die zeitlich versetzte lokale Aufbringung eines Unterdrucks kann besonders vorteilhaft für den Fall sein, dass die LED eine flexible LED ist, da diese anfälliger für Verzerrungen wie Knicke, Falten, Verwerfungen o.ä. ist als eine starre LED. Die flexible LED weist den weiteren Vorteil auf, dass sie besonders einfach an einem Träger mit nicht-ebener Befestigungsfläche befestigbar ist.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Befestigungsfläche mehrere in einer Reihe angeordnete Unterdrucköffnungen aufweist und der Unterdruck zeitlich versetzt der Reihe nach an den Unterdrucköffnungen erzeugt wird. Dadurch kann die LED, insbesondere eine flexible LED, besonders effektiv verzerrungsfrei an dem Träger befestigt werden, weil sich noch nicht durch den Unterdruck angezogenen Bereiche frei oder nach Überwindung nur geringer Gegenkräfte auf dem Träger verschieben können. Die in einer Reihe angeordneten Unterdrucköffnungen sind an der Befestigungsfläche voneinander beabstandet. Sie können äquidistant voneinander beabstandet sein. Die in einer Reihe angeordneten Unterdrucköffnungen können einer geraden Linie und/oder einer gekrümmten Linie folgend angeordnet sein. Die Unterdrucköffnungen können auch in mehreren Linien angeordnet sein, z.B. in nebeneinander angeordneten Linien. Solche nebeneinander angeordneten Linien können parallel oder schräg zueinander verlaufen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Haftschicht bei unterdruckloser oder annähernd unterdruckloser Auflage der LED auf dem Träger eine nur geringe Haftwirkung aufweist, insbesondere so gering, dass eine Parallelverschiebung zu dem Träger bzw. an einer Befestigungsfläche des Trägers möglich ist, insbesondere eigenständig möglich ist.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die LED an einer Referenzposition des Trägers ausgerichtet wird, die einen geringsten Abstand zu einer nächsten Unterdrucköffnung der Reihe von Unterdrucköffnungen aufweist und der Unterdruck beginnend mit dieser Unterdrucköffnung zeitlich versetzt erzeugt wird. So kann eine besonders genaue Positionierung und unverzerrende Ansaugung und Befestigung der LED erreicht werden, und zwar schnell mit einfachen Mitteln.
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Die Referenzposition des Trägers kann eine Kante ("Vorzugskante") des Trägers sein. Die LED kann an einer Vorzugskante mit besonders hoher Genauigkeit positioniert werden und dann durch die reihenweise Ansaugung besonders genau und verzerrungsfrei oder verzerrungsarm auf dem Träger befestigt werden.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass zur Positionierung der LED auf dem Träger ein geringerer Unterdruck angelegt wird und nach der Positionierung ein stärkerer Unterdruck zur Befestigung angelegt wird. Dies ermöglicht eine besonders effektive Möglichkeit, eine präzise und verzerrungsfreie oder verzerrungsarme Positionierung der LED, gefolgt von ihrer zuverlässigen und festen Befestigung an dem Träger zu erreichen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Halbleiterleuchtvorrichtung, welche mittels des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt worden ist und mindestens eine an der Befestigungsfläche des Trägers mittels der Haftschicht stoffschlüssig angebrachte LED aufweist. Die Halbleiterleuchtvorrichtung kann analog zu dem Verfahren ausgebildet sein und weist die gleichen Vorteile auf.
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Es ist eine zur besonders effektiven Vermeidung von lokalen Verzerrungen der LED vorteilhafte Ausgestaltung, dass die mindestens eine Unterdrucköffnung eine durchgehend knicklose Kontur aufweist. Dadurch wird eine sich lokal in der LED abbildende Verzerrung im Bereich eines Knicks der Unterdrucköffnung (z.B. eine scharfe Faltung einer flexiblen LED) vermieden. Die Kontur der Unterdrucköffnung kann dazu gerade und gekrümmte Konturabschnitte aufweisen oder auch gänzlich (z.B. oval, elliptisch oder kreisrund) gekrümmt sein.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterleuchtvorrichtung eine Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung oder ein Teil davon ist.
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Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Fahrzeug-Außenleuchte, wobei die Fahrzeug-Außenleuchte eine Halbleiterleuchtvorrichtung, insbesondere in Form einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung, aufweist. Das Fahrzeug-Interieurteil kann analog zu der Halbleiterleuchtvorrichtung ausgebildet sein und weist die gleichen Vorteile auf. Das Die Fahrzeug-Außenleuchte kann beispielsweise eine Türschlossbeleuchtung, eine Signalleuchte (Heckleuchte, Fahrtrichtungsanzeiger usw.) oder ein Scheinwerfer (Tagfahrlicht, Kurvenlicht-Scheinwerfer, Rückfahrlicht usw.) sein.
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Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Fahrzeug-Interieurteil, aufweisend mindestens eine Halbleiterleuchtvorrichtung, insbesondere in Form einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung. Das Fahrzeug-Interieurteil kann analog zu der Halbleiterleuchtvorrichtung ausgebildet sein und weist die gleichen Vorteile auf. Das Fahrzeug-Interieurteil kann z.B. eine Sonnenblende, ein Schminkspiegel, eine Kopfstütze, eine Sitzleuchte usw. sein.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein anderes Fahrzeugteil als ein Fahrzeug-Interieurteil, das mindestens eine Halbleiterleuchtvorrichtung aufweist. Ein solches anderes Fahrzeugteil kann z.B. eine Kofferraumbeleuchtung sein.
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Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Fahrzeug, aufweisend mindestens eine Halbleiterleuchtvorrichtung wie oben beschrieben, das mindestens eine Fahrzeug-Außenleuchte wie oben beschrieben, mindestens ein Fahrzeug-Interieurteil wie oben beschrieben und/oder mindestens ein anderes Fahrzeugteil als ein Fahrzeug-Interieurteil wie oben beschrieben.
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Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug (z.B. ein Kraftwagen wie ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus usw. oder ein Motorrad), eine Eisenbahn, ein Wasserfahrzeug (z.B. ein Boot oder ein Schiff) oder ein Luftfahrzeug (z.B. ein Flugzeug oder ein Hubschrauber) sein.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einem Träger mit einer daran anzubringenden LED; und
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2 zeigt den Träger in einer Draufsicht.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einem Träger 1 mit einer daran anzubringenden LED in Form einer OLED 2. 2 zeigt den Träger 1 in einer Draufsicht.
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Der Träger 1 kann z.B. aus Kunststoff oder Metall bestehen und weist mehrere (hier: fünf) senkrecht durch ihn hindurch verlaufende Unterdruckkanäle 3a bis 3e auf. Die Unterdruckkanäle 3a bis 3e münden jeweils als Unterdrucköffnungen 4a bis 4e in einer hier oberseitig dargestellten Befestigungsfläche 5. Die Unterdruckkanäle 3a bis 3e sind in einer entlang der Befestigungsfläche 5 geraden Linie äquidistant angeordnet. Die Unterdrucköffnungen 4a bis 4e sind also ebenfalls in einer geraden Linie äquidistant in der Befestigungsfläche 5 angeordnet. Die Befestigungsfläche 5 kann eben oder gekrümmt sein.
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Die OLED 2 weist eine hier oberseitig dargestellt, dem Träger 1 abgewandte lichtabstrahlende Seitenfläche 6 auf. Eine dem Träger 1 zugewandte Auflageseite 7 ist mit einer Klebefolie 8 versehen. Die OLED 2 kann eine starre oder eine flexible OLED sein.
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Im zusammengesetzten Zustand können diese Komponenten 1 bis 8 eine Halbleiterleuchtvorrichtung in Form einer Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung F oder Teile davon darstellen. Die Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung F kann wiederum ein Fahrzeug-Interieurteil oder eine Beleuchtungskomponente eines Fahrzeug-Interieurteils sein, z.B. ein Sonnenschutz.
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Zum Herstellen der Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung F kann die OLED 2 zunächst mit der Klebefolie 8 voran auf den Träger 1 aufgelegt werden. Folgend können die Unterdruckkanäle 3a bis 3e unter einen Unterdruck gesetzt werden, um die OLED 2 an die Befestigungsfläche 5 heranzuziehen und so eine zuverlässige Klebeverbindung zwischen dem Träger 1 und der OLED 2 zu erreichen. Alternativ können die Unterdruckkanäle 3a bis 3e bereits mit einer laufenden Unterdruck-Erzeugungseinrichtung verbunden sein, wenn die OLED 2 auf die Befestigungsfläche 5 aufgelegt wird.
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Nach einer vorgegebenen Zeitdauer kann die Aufgabe des Unterdrucks beendet werden, wobei nun die OLED 2 fest mit dem Träger 1 verklebt ist. Die Zeitdauer kann an eine Aushärtungseigenschaft der Klebefolie 7 angepasst sein.
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Für eine besonders verzerrungsarme und präzise Positionierung der OLED 2 auf dem Träger 1 kann die OLED 2 mit oder nach Auflage auf die Befestigungsfläche 5, aber noch vor Aufgabe eines Unterdrucks an einer Referenzposition in Form einer Vorzugskante 9 ausgerichtet werden. Dabei lässt sich die OLED 2 bei Bedarf noch auf dem Träger 1 verschieben. Erst dann wird der Unterdruck an die Unterdruckkanäle 3a bis 3e bzw. die Unterdrucköffnungen 4a bis 4e angelegt.
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Es ist eine Variante, dass bereits vor Ausrichten der OLED 2 an der Vorzugskante 9 ein geringer Unterdruck aufgebracht wird, um ein Verrutschen der OLED 2 auf dem Träger 1 zu verhindern. Dies kann besonders vorteilhaft sein, falls die Klebefolie 8 erst unter höherem Druck ihre Klebewirkung merklich entfaltet. Nach der Positionierung kann dann ein stärkerer Unterdruck aufgebracht werden, um eine dauerhafte, feste Verklebung der OLED 2 mit dem Träger 1 zu erreichen.
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Es ist eine für eine besonders verzerrungsarme Positionierung der OLED 2 bevorzugte Variante, dass der Unterdruck zeitlich versetzt an die Unterdruckkanäle 3a bis 3e bzw. an die Unterdrucköffnungen 4a bis 4e angelegt wird, und zwar beginnend von dem am nächsten zu der Vorzugskante 9 befindlichen (in Bezug auf die Reihe "endständigen") Unterdruckkanal 3a. Folgend wird der Unterdruck der Reihe nach an die Unterdruckkanäle 3b bis 3e angelegt, und zwar in dieser Abfolge, d.h., erst an den Unterdruckkanal 3a, dann an den Unterdruckkanal 3b, dann an den Unterdruckkanal 3c usw. Der Unterdruck kann zeitgleich beendet werden.
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Um bei der Befestigung der OLED 2 lokale Verzerrungen im Bereich eines Rands bzw. einer Kontur der Unterdrucköffnungen 4a bis 4e besonders effektiv vermeiden zu können, weisen die Unterdrucköffnungen 4a bis 4e eine durchgehend knicklose Kontur auf. Dazu sind die Unterdrucköffnungen 4a bis 4e oval bzw. elliptisch ausgebildet.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Träger
- 2
- OLED
- 3a–3e
- Unterdruckkanal
- 4a–4e
- Unterdrucköffnung
- 5
- Befestigungsfläche
- 6
- Lichtabstrahlende Flachseite
- 7
- Auflageseite
- 8
- Klebefolie
- 9
- Vorzugskante
- F
- Fahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009009612 A1 [0003]
- DE 102005003157 A1 [0004]
- WO 2013/007234 A1 [0005]
