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125 Jahre Flüssigkristalle: Scharfe Bilder aus Darmstadt für die Welt

31.08.2013, 07:51 Uhr  ·  Vor 125 Jahren wurden die Flüssigkristalle entdeckt. Für den Pharma- und Chemiekonzern Merck KGaA in Darmstadt sind sie heute ein großes Geschäft. Zum Jubiläum gibt es ein Wissenschaftsforum und eine Ausstellung rund um die Kristalle, die heute in der Elektronik allgegenwärtig sind.

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In Flachbildfernsehern, Notebooks, Tablet-PCs und Smartphones sorgen Flüssigkristalle für scharfe Bilder. In dünnen Displays und mit leicht verständlichen Gesten bedienbaren, berührungsempfindlichen Bildschirmen ermöglichen sie die komfortable mobile Kommunikation. Im Portfolio des Pharma- und Chemiekonzerns Merck KGaA sind sie der Goldesel; ihre Entdeckung jährt sich in diesem Jahr zum 125. Mal.

Für das Darmstädter Unternehmen ist das angesichts der Marktstellung, die sich der Konzern auf diesem Gebiet in den vergangenen 40 Jahren erkämpft hat, ein besonderer Grund zu Freude. Deshalb feiert Merck im September: sowohl im Rahmen des Wissenschaftsforums der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) in Darmstadt, das am Sonntag beginnt, als auch mit seinen Mitarbeitern. Merck nimmt das Jubiläum zudem zum Anlass, die breitere Öffentlichkeit an die Entwicklung der Kristalle zu erinnern, im Rahmen einer historischen Ausstellung während der GDCh-Tagung im Foyer des Veranstaltungszentrums „Darmstadtium“.

Die scheinbar lebenden Kristalle 

Die von Friedrich Reinitzer, einem Professor für Botanik und Technische Mikroskopie, und Otto Lehmann, Physiker und Fachmann für physikalische Isomerie an Kristallen, im Jahre 1888 ursprünglich im Zusammenhang mit Untersuchungen an Karotten entdeckten „scheinbar lebenden Kristalle“ stießen unmittelbar nach ihrer Entdeckung zunächst auf Ablehnung. Zwar flüssig, aber mit ansonsten nur bei Feststoffen erwarteten Eigenschaften widersprachen sie den damals vorherrschenden Meinungen der Wissenschaft. Es handelt sich um eigenwillige Substanzen, die bei einer bestimmten Temperatur flüssig sind, aber auch über eine typische Eigenschaft von festen Kristallen verfügen. Sie lassen dann nämlich, abhängig von ihrer Ausrichtung, mehr oder weniger Licht durch. Schon 1904 verkaufte Merck zwar Flüssigkristalle für wissenschaftliche Studien, um deren Entwicklung zu unterstützen. Aber erst Ende der sechziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts wurden Flüssigkristalle intensiv auch für praktische Anwendungen erforscht.

Der amerikanische Elektroingenieur George Heilmeier präsentierte 1968 das erste Flüssigkristall-Display, das allerdings mangels geeigneter Materialien erst oberhalb von 80 Grad Celsius funktionierte. Nach der Erfindung der Cyano-Biphenyle durch Professor Gray in England entwickelten 1976 Merck-Forscher noch stabilere Flüssigkristalle mit schnelleren Schaltzeiten und besseren optischen Eigenschaften. Damit begann die rasante Entwicklung immer leistungsfähigerer Displaytechnologien.

Der Aufbau der LCDs

Die entsprechenden Bildschirme, die Liquid Crystal Displays (LCD), bestehen vereinfacht ausgedrückt aus zwei Glasplatten, zwischen denen sich die Flüssigkristallmischung befindet. Dabei macht sich die Wiedergabetechnik die Eigenschaften der Flüssigkristalle zunutze. Sie verändern ihre Ausrichtung unter dem Einfluss einer angelegten Spannung und lassen dabei je nach ihrer Anordnung viel oder wenig Licht durch. Dadurch kann man zwischen Dunkel und Hell schalten. Flachbildschirme für Fernsehanwendungen müssen dabei besondere Anforderungen erfüllen, denn ihre Bildqualität hängt entscheidend vom Kontrast ab. Wichtig bei großformatigen Flüssigkristallbildschirmen sind darüber hinaus geringe Schaltzeiten.

Sie beschreiben die Zeit, die ein Flüssigkristall benötigt, um auf ein Signal zu reagieren und seine Orientierung zu verändern. Benötigen die Kristalle zu lange, bis sie auf ein Signal ansprechen, wirkt das Bild leicht verschwommen. Merck hat solche von der schnelleren Sorte im Angebot. Diese bescheren dem Konzern seit geraumer Zeit hohe Gewinne – und sollen das auch noch lange tun. Der lange Atem, den das Familienunternehmen wie Merck in mancher Hinsicht von anderen Herstellern unterscheidet, war in Entwicklung dorthin sehr hilfreich. Die meisten Wettbewerber jedenfalls wandten sich von den Flüssigkristallen ab, bevor die Unterhaltungselektronikkonzerne weit genug für sie waren.

Geht die “Story” weiter?

Seitdem aber kann es der Branche, die am liebsten im Quartalstakt neue Produkte in die Schaufenster stellen würde, nicht schnell genug mit der Weiterentwicklung gehen. „Und diese Story geht weiter“, sagte Merck-Vorstand Bernd Reckmann schon auf dem Investorentag des Unternehmens im Juni dieser Zeitung (F.A.Z. vom 27. Juni). Die Darmstädter sind heute mit 60 Prozent Anteil führend in der Welt, und im LCD-Geschäft stehen gerade mal drei Flüssigkristallanbietern (neben Merck noch Japan New Chisso und DIC) acht Displayhersteller in Japan, Korea, Taiwan und China gegenüber. Die Ausgangsstoffe produziert Merck in Darmstadt, die Mischungen für die unterschiedlichen Bildschirme entstehen vor Ort. Im Dezember will Merck für einen „zweistelligen Millionenbetrag“ in China das vierte Werk für Flüssigkristallverarbeitung eröffnen. Auch deshalb will Merck Sorge über ein mögliches Ende der Technologie oder gar eine Sättigung des Fernsehermarktes, in den fast 70 Prozent der Produktion gehen, so klein wie möglich halten. Der Trend zu immer größeren Bildschirmen, der schnellere Austausch von Fernsehern, neuartige, ultrahochauflösende Bildschirme und 3D-Fernseher bis hin zu ganz neuen Anwendungen würden das Geschäft beflügeln, sagt Reckmann jedenfalls. Und dank der neuen Möglichkeiten, die sich mit flexiblen und transparenten Displays ergeben, soll sich der Endkundenmarkt für Bildschirme bis 2030 auf mehr als 300 Milliarden Dollar verdreifachen.

Im Hause Merck ist das Flüssigkristallgeschäft ein Teil der Chemiesparte. Die erzielte mit 5000 Beschäftigten im Vorjahr einen Umsatz von 1,7 Milliarden Euro, und 70 Prozent davon steuerten Flüssigkristalle bei. Auch in der potentiellen Nachfolgetechnologie organische Leuchtdioden (OLED) zählt sich Merck zu den führenden Unternehmen.

In der Ausstellung in Darmstadt werden zum einen Exponate aus der Entdeckungszeit der Flüssigkristalle zu sehen sein, aber auch in der Hoffnung von Merck zukunftsweisende Entwicklungen. Dazu zählt zum Beispiel ein sogenanntes „Smart Window“ – ein durch Flüssigkristalle schaltbares Fenster, als Anwendungsbeispiel außerhalb von Displayanwendungen. Die auf der GDCh gezeigte Ausstellung, erweitert unter anderem durch den mit 110 Zoll größten LCD-Fernseher der Welt, können Merck-Mitarbeiter vom 9. bis 11. September auch in ihrem Unternehmen sehen.

Der Autor auf Twitter: www.twitter.com/carstenknop

Vom selben Autor: “Amazon kennt dich schon” https://www.fazbuch.de

 

Veröffentlicht unter: Merck, Flüssigkristalle, OLED, Darmstadt, LCD, 125 Jahre

 

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Jahrgang 1969, Redakteur in der Wirtschaft, verantwortlich für die Unternehmensberichterstattung, zuständig für „Die Lounge“.