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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einer an sich bekannten Anzeigevorrichtung aus, welche in Kraftfahrzeugen zunehmen verbaut werden. Solche Anzeigevorrichtungen werden häufig freistehend im Fahrzeuginnenraum im peripheren Blickfeld des Fahrzeugführers installiert und weisen hinsichtlich ihrer Formgebung und Bedienbarkeit Ähnlichkeit mit Tablet Computern auf.
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Es besteht dabei der Wunsch nach geringen Anforderungen an den erforderlichen Bauraum, hier insbesondere die Dicke bzw. Tiefe der Anzeigevorrichtungen.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs schafft eine Möglichkeit zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung mit geringer Dicke bzw. Ausdehnung in der Tiefe, senkrecht zu einer Anzeigefläche der Anzeigevorrichtung.
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Dazu wird erfindungsgemäß eine Anzeigevorrichtung vorgeschlagen, umfassend
- - ein plattenförmiges Anzeigeelement mit einer Anzeigefläche, welche zur Darstellung von Informationen dient,
- - eine Leiterplatte umfassend eine Elektronikschaltung, die zur Ansteuerung des Anzeigeelements zur Darstellung der Informationen ausgebildet ist und
- - ein Trägerelement, das zur Halterung des Anzeigeelements und der Leiterplatte zueinander ausgebildet ist,
wobei das Trägerelement dazu ausgebildet ist, das Anzeigeelement in dessen Randbereich zu halten,
wobei das Trägerelement in Form eines Rahmens ausgestaltet ist, der einen Hohlraum zur Aufnahme und Ausrichtung der Leiterplatte parallel zu einer Rückseite des Anzeigeelements aufweist und
wobei eine Gesamtdicke der Anzeigevorrichtung in einer Richtung senkrecht zur Anzeigefläche des Anzeigeelements durch die Aufnahme der Leiterplatte in den Hohlraum des Trägerelements minimiert ist.
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In der Regel ist bei Anzeigesystemen die Fläche der Leiterplatte in ihren Abmaßen wesentlich kleiner als die Fläche des Anzeigeelements, auch als Displaymodul bezeichnet. Somit kann der resultierende Raumunterschied für ein umlaufendes, stabiles Rahmenprofil des Trägerelements genutzt werden. Ein wesentlicher Kern-Aspekt der Erfindung kann somit darin gesehen werden, dass der Bauraum der Leiterplatte in das Trägerelement integriert oder tief eingelassen ist. Mit anderen Worten wird die Leiterplatte vom Systemträger eingerahmt. Damit kann eine besonders schlanke und dennoch stabile Bauform für die Anzeigevorrichtung erreicht werden. Wesentlich zur Reduzierung bzw. Minimierung der Dicke bzw. Tiefe der Anzeigevorrichtung trägt dabei bei, dass die Leiterplatte in den durch das rahmenförmige Trägerelement umfassten Hohlraum aufgenommen und parallel / äquidistant zur Rückseite des Anzeigeelements ausgerichtet fixiert ist.
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In der Folge ergeben sich aus der vorgeschlagenen Lösung weitere Vorteile.
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Durch Bauteil-Integrationen ergibt sich ein reduzierter Bauteileumfang, damit geringerer Lager- und Logistik- und in der Folge Kosten-Aufwand für weniger Bauteile sowie auch eine Vereinfachung und damit Verkürzung der Montagezeiten für die Anzeigeeinrichtungen. Zudem kann durch die geringere Schüsselung eine Gewichtseinsparung erzielt werden.
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Weiters kann auch vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung aus dem Fahrzeug entnehmbar ausgestaltet wird, so dass diese im mobilen Einsatz, losgelöst vom Fahrzeug, beispielsweise als Tablet-Computer, Smartphone oder tragbares Mini-Kino genutzt werden kann. Hierzu trägt besonders die schlanke Bauform der Anzeigevorrichtung, also deren geringe Tiefe bzw. Ausdehnung in Richtung senkrecht zur Anzeigefläche bei.
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In einer tatsächlichen Umsetzung kann mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Gesamtdicke bzw. Tiefe der Anzeigevorrichtung senkrecht zur Anzeigefläche des Anzeigeelements kleiner 0,031 Meter, je nach konkreter Ausgestaltung auch kleiner als 0,028 Meter oder gar kleiner 0,024 Meter betragen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Trägerelement der Anzeigevorrichtung gleichzeitig auch als Rückdeckel der Anzeigevorrichtung ausgebildet ist. Für diesen Fall wird der Rahmen des Trägerelements durch einen Boden abgeschlossen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein, dass Trägerelement auch eine elektromagnetische Abschirmung umfasst. Dies bietet sich insbesondere für die Weiterbildung an, gemäß der das Trägerelement gleichzeitig auch als Rückdeckel der Anzeigevorrichtung ausgeführt ist. Vorzugsweise kann in ein Kunststoffgehäuse des Rückdeckels eine EMV Schirmung mit eingegossen, geklebt oder geclipst werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerelement dazu ausgebildet ist, das Anzeigeelement an seinen umfangsseitigen Seitenflächen, welche zumindest bereichsweise form- und/oder kraftschlüssig zu umfassen. Mit anderen Worten kann das Anzeigeelement in den Rahmen des Trägerelements eingepresst sein und somit von dem Rahmen des Trägerelements gehalten werden. Dabei kann bevorzugt weiter vorgesehen sein, dass das Trägerelement in seinem Hohlraum entlang seiner für die Aufnahme des Anzeigeelements vorgesehenen Vorderseite des Rahmens Stützelemente umfasst, die eine Ausrichtung des Anzeigeelements im Trägerelement sicherstellen.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass das Trägerelement dazu ausgebildet ist, das Anzeigeelement an dessen Rückseite und entlang dessen Umfang zumindest bereichsweise abzustützen und dass das Anzeigeelement auf dem Trägerelement verklebt ist.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen dabei gleiche oder gleichwirkende Elemente.
- 1 zeigt eine herkömmliche Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Stand der Technik.
- 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
- 3 zeigt eine Variante dieser Ausführungsform,
- 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
- 5 zeigt eine Variante dieser weiteren Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 zeigt ist eine herkömmliche Anzeigevorrichtung 100 für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die Gesamt-Dicke bzw. Tiefe und damit Ausdehnung der Anzeigevorrichtung in Richtung senkrecht zu deren Anzeigefläche 112, in der Zeichnung in z-Richtung, wird durch die Dicken der einzelnen Baugruppen sowie Spalte zwischen den Baugruppen der Anzeigevorrichtung 100 bestimmt.
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Die Anzeigevorrichtung 100 umfasst ein Anzeigeelement 110 in Form beispielsweise eines LED-, OLED- oder vergleichbaren Displays, das durch eine gläserne Abdeckung 111 geschützt ist. Die in der Figur nach rechts, also in z-Richtung und damit einem Betrachter, hier dem Fahrzeugführer 10 zugewandt ausgerichtete Oberfläche 112 des Anzeigeelements 110 bildet dessen Anzeigefläche 112, welche der Anzeige von Informationen dient. Die Anzeigefläche 112 weist eine rechteckige Fläche auf, welche sich in x- und in y-Richtung, also in horizontaler Richtung x senkrecht zur Blattebene und in vertikaler Richtung y erstreckt. Die Gesamtdicke bzw. die Tiefe des Anzeigeelements 110, also dessen Ausdehnung in z-Richtung beträgt im vorliegenden Fall 9 mm (1 mm = 10E-3 m = 10-3 m).
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Zur Ansteuerung des Anzeigeelements 110 ist eine Leiterplatte 120 vorgesehen, welche eine elektronische Ansteuerschaltung umfasst. Die Dicke der Leiterplatte beträgt im vorliegenden Fall 2 mm. Rückseitig, also auf der dem Fahrzeugführer abgewandten Seite der Leiterplatte 120 ist eine Schirmbox 130 angeordnet, die einen Hohlraum für die auf der Leiterplatte 130 angeordnete Bauelemente aufweist. Die Schirmbox 130 ist unmittelbar auf der rückseitigen Oberfläche der Leiterplatte 120 aufgesetzt, die Dicke bzw. Tiefe der Schirmbox beträgt 8 mm.
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Zwischen Leiterplatte 120 und Anzeigeelement 110 ist ein Trägerelement 150 angeordnet. Dieser dient der Zueinander-Ausrichtung und Halterung der einzelnen Baugruppen der Anzeigevorrichtung 100. Der Zentralträger ist in Form eines Kunststoff-Gitterrahmens ausgebildet, welcher sich im Wesentlichen über die gesamte rückseitige Fläche des Anzeigeelements 110 erstreckt. Das Trägerelement 150 weist eine Dicke in z-Richtung von hier 7 mm auf.
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Rückseitig, also auf der der Anzeigefläche abgewandten Seite wird die Anzeigevorrichtung von einem Rückdeckel 140 abgeschlossen.
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Die erwähnten Bestandteile der Anzeigevorrichtung 100, also Anzeigeelement 110, Zentralträger 150, Leiterplatte 120 mit rückseitiger Schirmbox 130 sowie Rückdeckel sind jeweils mit einem Spalt bzw. Abstand zueinander angeordnet.
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Ein erster Abstand 115 zwischen Zentralträger 150 und Rückseite des Anzeigeelements 110 beträgt 3 mm, ein zweiter Abstand 125 zwischen Zentralträger 150 und Leiterplatte 120 beträgt 3 mm, ein dritter Abstand 135 zwischen der Rückseite der auf der Leiterplatte 120 aufgesetzten Schirmbox 130 vom Rückdeckel 140 beträgt 2 mm.
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Die genannten Abstände und Dicken bzw. Tiefen-Ausdehnungen der genannten Baugruppen addieren sich zu einer Gesamt-Dicke bzw. Tiefe der Anzeigevorrichtung 100 in z-Richtung, also in Richtung senkrecht zu Anzeigefläche 112 von 37 mm.
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Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 200 für ein Kraftfahrzeug ist in 2 dargestellt.
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Die Anzeigevorrichtung 200 umfasst ein Anzeigeelement 110 in Form beispielsweise eines LED-, OLED- oder vergleichbaren Displays, das durch eine gläserne Abdeckung 111 geschützt ist. Die in der Figur nach rechts, also in z-Richtung und damit einem Betrachter 10, hier dem Fahrzeugführer 10 zugewandt ausgerichtete Oberfläche 112 des Anzeigeelements 110 bildet dessen Anzeigefläche 112, welche der Anzeige von Informationen dient. Die Anzeigefläche 112 weist eine rechteckige Fläche auf, welche sich in x- und in y-Richtung, also in horizontaler Richtung x senkrecht zur Blattebene und in vertikaler Richtung y erstreckt. Die Gesamtdicke bzw. die Tiefe des Anzeigeelements 110, also dessen Ausdehnung in z-Richtung beträgt im vorliegenden Fall 9 mm (1 mm = 10E-3 m = 10-3 m).
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Zur Ansteuerung des Anzeigeelements 110 ist eine Leiterplatte 120 vorgesehen, welche eine elektronische Ansteuerschaltung umfasst. Die Dicke der Leiterplatte beträgt im vorliegenden Fall 2 mm. Rückseitig, also auf der dem Fahrzeugführer abgewandten Seite der Leiterplatte 120 sind elektronische Bauelemente angeordnet, die in der Figur nicht dargestellt sind.
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Zwischen der Leiterplatte 120 und dem Anzeigeelement 110 ist ein Trägerelement 250, hier auch als Zentralträger bezeichnet, angeordnet. Dieser dient der Zueinander-Ausrichtung und Halterung der einzelnen Baugruppen der Anzeigevorrichtung 200. Das Trägerelement 250 weist neben einem Gitter 251 im Zwischenraum zwischen dem Anzeigeelement 110 und der Leiterplatte 120 einen sich in z-Richtung, also senkrecht zur Anzeigefläche 112 erstreckenden, umlaufenden Rahmen 255 auf. Der Rahmen 255 verläuft dabei entlang der aus Betrachter-Perspektive 10 rückwärtigen Seitenkanten des Anzeigeelements 110, im vorliegenden Fall zum Zentrum des Anzeigefläche 112 hin versetzt. Der umlaufende Rahmen 255 des Trägerelements 250 umschließt einen Hohlraum 256. Dieser Hohlraum 256 dient der Aufnahme der Leiterplatte 120. Durch die Ausgestaltung des Trägerelements 250 ist die Leiterplatte 120 parallel zur Anzeigefläche 112 und damit auch zur Rückseite des Anzeigeelements positioniert und fixiert.
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Das Gitter 251 des Trägerelements 250 weist eine Dicke in z-Richtung von hier 7 mm auf.
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Rückseitig, also auf der der Anzeigefläche abgewandten Seite wird die Anzeigevorrichtung von einem Rückdeckel 240 abgeschlossen. Der Rückdeckel 240 stellt auch gleichzeitig eine Schirmbox für die Leiterplatte 120 und die darauf angeordnete elektronische Schaltung bzw. die elektronischen Bauelemente dar. Der Rückdeckel kann dazu in Form eines metall-beschichteten Kunststoffdeckels ausgeführt sein. Alternativ kann der Rückdeckel beispielsweise auch als Kunststoffdeckel ausgebildet sein, in den eine EMV-Schirmung mit eingegossen, geklebt oder geclipst ist.
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Die erwähnten Bestandteile der Anzeigevorrichtung 100, also das Anzeigeelement 110, das Trägerelement 250, die Leiterplatte 120 mit rückseitiger Bauelement-Bestückung sowie der Rückdeckel 240 sind jeweils mit einem Spalt bzw. Abstand zueinander angeordnet. Ein erster Abstand 215 zwischen Trägerelement 250 und Rückseite des Anzeigeelements 110 beträgt 1 mm, ein zweiter Abstand 225 zwischen dem Trägerelement 250 und der Leiterplatte 120 beträgt 2 mm, ein dritter Abstand 235 zwischen der Rückseite der Leiterplatte 120 und der Innenseite des Rückdeckels 240 beträgt 9 mm.
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Die genannten Abstände und Dicken bzw. Tiefen-Ausdehnungen der genannten Baugruppen addieren sich zu einer Gesamt-Dicke bzw. Tiefe der Anzeigevorrichtung 200 in z-Richtung, also in Richtung senkrecht zu Anzeigefläche 112 von 30 mm.
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In einer Variante dieser Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, kann weiterhin vorgesehen sein, dass eine Dicke der Versteifungsrippen des Gitters 251, welche sich in z-Richtung erstrecken reduziert wird. Auf diese Weise kann die Tiefe des Gitters 251 auf 1 mm reduziert werden. Daraus resultiert in Summe eine weiter reduzierte Gesamt-Tiefe der Anzeigevorrichtung von 27 mm.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung 300 für ein Kraftfahrzeug.
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Die Anzeigevorrichtung 300 umfasst das Anzeigeelement 110 in Form beispielsweise eines LED-, OLED- oder vergleichbaren Displays, das durch eine gläserne Abdeckung 111 geschützt ist. Die in der Figur nach rechts, also in z-Richtung und damit einem Betrachter 10, hier dem Fahrzeugführer 10 zugewandt ausgerichtete Oberfläche 112 des Anzeigeelements 110 bildet dessen Anzeigefläche 112, welche der Anzeige von Informationen dient. Die Anzeigefläche 112 weist eine rechteckige Fläche auf, welche sich in x- und in y-Richtung, also in horizontaler Richtung x senkrecht zur Blattebene und in vertikaler Richtung y erstreckt. Die Gesamtdicke bzw. die Tiefe des Anzeigeelements 110, also dessen Ausdehnung in z-Richtung beträgt wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen 9 mm.
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Zur Ansteuerung des Anzeigeelements 110 ist die Leiterplatte 120 vorgesehen, die die elektronische Ansteuerschaltung umfasst. Die Dicke der Leiterplatte beträgt wieder 2 mm. Rückseitig, also auf der dem Fahrzeugführer 10 abgewandten Seite der Leiterplatte 120 sind die elektronischen Bauelemente angeordnet, die in der Figur nicht dargestellt sind.
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Die Leiterplatte 120 ist in einem Abstand von 3 mm von der rückseitigen Fläche des Anzeigeelements 110 angeordnet. Der Luftspalt dient der Kühlung und zum Ausgleich von thermisch induzierten Ausdehnungen bei Betrieb der Anzeigevorrichtung 300.
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Zur Zueinander-Ausrichtung und Fixierung der Leiterplatte 120 und des Anzeigeelements 110 ist ein Trägerelement 350 vorgesehen. Das Trägerelement 350 weist einen sich in z-Richtung, also senkrecht zur Anzeigefläche 112 erstreckenden, umlaufenden Rahmen 355 auf. Der Rahmen 355 verläuft dabei entlang der aus Betrachter-Perspektive 10 rückwärtigen Seitenkanten des Anzeigeelements 110, im vorliegenden Fall zum Zentrum des Anzeigefläche 112 hin versetzt. Der umlaufende Rahmen 355 des Trägerelements 350 umschließt einen Hohlraum 356. Dieser Hohlraum 356 dient der Aufnahme der Leiterplatte 120 und deren Bestückung. Durch die Ausgestaltung des Trägerelements 350 ist die Leiterplatte 120 parallel zur Anzeigefläche 112 und damit auch zur Rückseite des Anzeigeelements 110 positioniert und fixiert.
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Im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß 4 ist das Trägerelement 350 zugleich als Rückdeckel 340 der Anzeigevorrichtung 300 ausgeführt. Dazu ist der Rahmen 350 rückseitig, also an seiner der Anzeigefläche 112 abgewandten Hinterkante, durch einen Boden 354 abgeschlossen. Dieser Boden kann wiederum mit Versteifungsrippen versehen sein.
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In radialer Richtung um den Rahmen 355 des Trägerelements 350 herum nach außen versetzt können Stützelemente 352, beispielsweise in Form eine Stützrahmens 352 vorgesehen sein, die zur Abstützung und Verklebung des Anzeigeelements 110 mit dem Trägerelement 350 und damit dem durch das Trägerelement 350 gebildeten Rückdeckel 340 dienen.
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Das Trägerelement 350 kann somit in Form eines Kunststoffdeckels bzw. einer Kunststoffkappe mit innenliegendem Rahmen 355 ausgeführt sein. Vorzugsweise ist dabei eine Metallisierung als EMV-Schirmung aufgedampft oder eine EMV-Schirmung mit eingegossen, eingeklebt oder eingeclipst.
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Unter Berücksichtigung der gegebenen Baugruppe-Tiefen ergibt sich eine Gesamt-Tiefe der Anzeigevorrichtung 300 von 9 mm für die Anzeigeeinheit 110 mit Glasabdeckung 111 zuzüglich 2 mm für die Leiterplatte zuzüglich 3 mm für den Abstand der Leiterplatte 120 von der Rückseite der Anzeigeeinheit zuzüglich 9 mm für den Bauraum der elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte und den Rückdeckel 340, in Summe also 23 mm.
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5 zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß 4.
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Diese Variante unterscheidet sich von der Ausführungsform der 4 dadurch, dass der Stützrahmen 352 in z-Richtung verlängert ist und das Anzeigeelement 110 nun nicht wie im Fall der 4 auf Stirnseiten des Stützrahmens aufgesetzt, sondern in den Stützrahmen 352 eingesetzt ist, so dass der Stützrahmen 352 das Anzeigeelement 110 an dessen umlaufenden Seitenkanten bzw. Seitenflächen 113 einfasst und damit Form- und/oder kraftschlüssig hält. Auch eine Verklebung im Bereich der Stirnflächen 113 in dem Stützrahmen ist möglich.
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Für diesen Aufbau ergibt sich dieselbe Gesamt-Dicke bzw. Tiefe von 23 mm in z-Richtung.
