Ludwigshafen. Flachbildschirme stehen heute in fast jedem Haushalt. Der Renner: energiesparende „Liquid Crystal Display“-Geräte (LCD). Über drei Millionen Stück kauften die Deutschen allein im ersten Halbjahr 2016.

Die Technologie sorgt für gestochen scharfe Bilder und starke Farben. Auf ihr beruhen auch Displays von Handys, Laptops, Tablets.

Forscher des Ludwigshafener Chemie-Konzerns BASF entwickeln für LCDs zum Beispiel hochreine Farbfilterpigmente. „Ein gutes Farbpigment wirkt sich signifikant auf die Brillanz des Bildschirms aus“, betont Hans Reichert, Leiter der BASF-Farbstoffforschung.

Winziger als 0,00004 Millimeter sind die Partikel der neuesten Generation. Damit ist es gelungen, den Bildkontrast im Vergleich zu Vorgängerlösungen zu verdoppeln. Die chemischen Verbindungen stecken in jedem der rund zwei Millionen Bildpunkte (Pixel), aus denen ein LCD-Bildschirm im Schnitt besteht. Dort sorgen sie dafür, dass jeder einzelne Punkt Farbe bekennt.

Und das geht so: Jedes Pixel enthält Subpixel in den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau. Die Farbe jedes einzelnen Punktes wird nun in den Pixeln erzeugt. Winzige Kristalle wirken dabei wie Filter – und lassen nur jenen Bereich des sichtbaren Lichts durch, der nötig ist, um eine der Grundfarben möglichst rein darzustellen.

Erscheint auf dem Bildschirm Rot, gelangt also nur der Rot-Anteil des Lichts hindurch. Blau und Grün werden ausgeblendet. Und wenn das Licht gleichzeitig durch das rote und das grüne Subpixel fällt, addieren sich diese zu Gelb. Welcher Ton herausgefiltert wird – das legen die Wissenschaftler schon mit der Molekülstruktur fest.

Flüssigkristalle steuern den Lichteinfall und die Farbfilter

Durch allerfeinste Abstufungen der Anteile der Grundfarben sind somit Millionen von Nuancen möglich. Je reiner die resultierenden Grundfarben sind, umso vielfältiger die Mischmöglichkeiten und umso brillanter das Bild.

Das „An- und Ausschalten“ der Farbfilter übernehmen mit ihnen verbundende Flüssigkristalle. Sie regulieren den Lichteinfall, indem sie sich in einem elektrischen Feld kontrolliert öffnen und schließen – wie eine Art Jalousie. So richten sie die Schwingungen der Lichtwellen entsprechend aus. Als Lichtquelle nutzen die meisten LCD-Fernseher das weiße Licht von LEDs.

Jeder noch so kleinste störende Einfluss der Farbpigmente verunreinigt die Brillanz und verschlechtert den Kontrast. „Eine einfache Faustregel hat sich bewährt“, fasst es Anwendungstechniker Ger de Keyzer zusammen: „Je kleiner und gleichförmiger die Kristalle, desto geringer die Streuung und desto besser die Bildqualität.“