(57)【要約】      （修正有）【課題】電気化学素子の特性を向上させることが可能な耐久性のある電気化学素子用電極と、それを用いた表示速度が速く、かつ電極耐性に優れた電気化学的な表示素子を提供する。【解決手段】対向電極間に電解質層５を有し、該対向電極の駆動操作を行うエレクトロデポジション方式表示素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材を含む。【選択図】図１
2008233158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極であることを特徴とする電気化学素子用電極。
【請求項２】
対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材であり、かつ該酸化還元反応基を有する炭素素材が下記一般式（１）〜（３）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする電気化学素子用電極。
【化１】
2008233158.tif 000020
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｘ1〜Ｘ9は各々ＮＱ1、硫黄原子または酸素原子を表す。ここで、Ｑ1は水素原子、隣接原子と二重結合を形成するための結合手またはアルキル基を表す。Ｙ1、Ｙ2は各々ＣＱ2または窒素原子を表す。ここで、Ｑ2は水素原子または隣接原子と二重結合を形成するための結合手を表す。Ｚ1はＸ1、Ｙ1と共に、Ｚ2はＸ2、Ｙ2と共に、Ｚ3はＸ5、Ｘ6と共に、Ｚ4はＸ9と共に、それぞれ複素環を形成するための原子群を表す。Ｚ1〜Ｚ4で形成される各々の複素環は、置換基を有していてもよく、また縮合環を形成してもよい。Ｒ1〜Ｒ5は各々水素原子、ハロゲン原子、複素環、アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはアミノ基を表す。Ｌ1〜Ｌ3は各々２価の連結基を表す。〕
【請求項３】
対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材であり、かつ該酸化還元反応基を有する炭素素材が下記一般式（４）〜（６）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする電気化学素子用電極。
【化２】
2008233158.tif 000021
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ6〜Ｒ12は各々水素原子または炭素数１〜８のアルキル基を表す。Ｒ6とＲ7、またはＲ8とＲ9は互いに結合して環を形成してもよい。Ｌ4は２価の連結基を表す。〕
【化３】
2008233158.tif 000022
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ13は水素原子、炭素数１４までのアリール基、ヘテロアリール基、炭素数１０までの分岐アルキル基、アルケニル基またはシクロアルキル基を表す。ｎ１は０あるいは１〜１０の整数を表す。Ｌ5は２価の連結基を表す。Ｘ1-は、荷電を中和するイオンを表す。〕
【化４】
2008233158.tif 000023
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ14、Ｒ15は各々アルキル基、ヒドロキシアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ16は水素原子またはアルキル基を表し、Ｒ17、Ｒ18はそれぞれアルキル基を表す。Ｌ6は２価の連結基を表す。〕
【請求項４】
前記酸化還元反応基を有する炭素素材骨格（ＣＡ）が、カーボンブラック、グラファイト及び黒鉛から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気化学素子用電極。
【請求項５】
前記対向電極の少なくとも一つが、構造末端に酸化還元反応基を有する炭素素材を含む層および金属電極層により構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気化学素子用電極。
【請求項６】
対向する電極間に、電解質層を有し、該対向電極の駆動操作を行う表示素子であって、対向電極の少なくとも一つが、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気化学素子用電極であることを特徴とする表示素子。
【請求項７】
前記電解質層が、少なくとも銀または銀を化学構造中に含む化合物を含有することを特徴とする請求項６に記載の表示素子。
【請求項８】
前記電解質層が、下記一般式（７）または一般式（８）で表される化合物を含有することを特徴とする請求項６または７に記載の表示素子。
一般式（７）
Ｒ7−Ｓ−Ｒ8
〔式中、Ｒ7、Ｒ8は各々置換または無置換の炭化水素基を表す。但し、Ｓ原子を含む環を形成する場合には、芳香族基をとることはない。〕
【化５】
2008233158.tif 000024
〔式中、Ｍは水素原子、金属原子または４級アンモニウムを表す。Ｚは含窒素複素環を表す。ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ9は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルカルボンアミド基、アリールカルボンアミド基、アルキルスルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、カルバモイル基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、スルファモイル基、シアノ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基、アミノ基、ヒドロキシ基または複素環基を表し、ｎが２以上の場合、それぞれのＲ9は同一でも異なっていてもよく、お互いに連結して縮合環を形成してもよい。〕
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学素子用電極及びそれを用いた電気化学的な表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピューターの動作速度の向上、ネットワークインフラの普及、データストレージの大容量化と低価格化に伴い、従来紙への印刷物で提供されたドキュメントや画像等の情報を、より簡便な電子情報として入手、電子情報を閲覧する機会が益々増大している。
【０００３】
この様な電子情報の閲覧手段として、従来の液晶ディスプレイやＣＲＴ、また近年では、有機ＥＬディスプレイ等の発光型が主として用いられているが、特に、電子情報がドキュメント情報の場合、比較的長時間にわたってこの閲覧手段を注視する必要があり、これらの行為は必ずしも人間に優しい手段とは言い難く、一般に発光型のディスプレイの欠点として、フリッカーで目が疲労する、持ち運びに不便、読む姿勢が制限され、静止画面に視線を合わせる必要が生じる、長時間読むと消費電力が嵩む等が知られている。
【０００４】
これらの欠点を補う表示手段として、外光を利用し、像保持の為に電力を消費しない（メモリー性）反射型ディスプレイが知られているが、下記の理由で十分な性能を有しているとは言い難い。
【０００５】
すなわち、反射型液晶等の偏光板を用いる方式は、反射率が約４０％と低く白表示に難があり、また構成部材の作製に用いる製法の多くは簡便とは言い難い。また、ポリマー分散型液晶は高い電圧を必要とし、また有機物同士の屈折率差を利用しているため、得られる画像のコントラストが十分でない。また、ポリマーネットワーク型液晶は電圧高いことと、メモリー性を向上させるために複雑なＴＦＴ回路が必要である等の課題を抱えている。また、電気泳動法による表示素子は、１０Ｖ以上の高い電圧が必要となり、電気泳動性粒子凝集による耐久性に懸念がある。また、エレクトロクロミック表示素子は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能であるが、黒色またはカラー色（例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブルー、グリーン、レッド等）の色品質が十分でなく、メモリー性を確保するため表示セルに蒸着膜等の複雑な膜構成が必要などの懸念点がある。
【０００６】
これら上述の各方式の欠点を解消する表示方式として、金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション（以下、ＥＤと略す）方式が知られている。ＥＤ方式は、３Ｖ以下の低電圧で駆動が可能で、簡便なセル構成、黒と白のコントラストや黒品質に優れる等の利点があり、米国特許第４，２４０，７１６号明細書、特許第３４２８６０３号公報、特開２００３−２４１２２７号公報等で、様々な方法が開示されている。
【０００７】
本発明者は、上記各特許文献に開示されている技術を詳細に検討した結果、従来技術では、いずれもハロゲン化銀、ハロゲン化アルカリを含む電解質の構成であり、この構成で繰り返し駆動を行うと、ハロゲン化合物が酸化還元しない低電圧駆動では、駆動速度が十分でなく、駆動電圧を上げると、電解液が着色したり、ハロゲン酸化体が対向電極の金属電極を腐食させる局部電池反応等により電極耐久性が十分でないという課題があることが判明した。
【０００８】
銀の電界析出を用いるＥＤ法表示素子において、書き込みと消去を繰り返すと、対向電極（非表示側）の成分と銀との交換が起こり、対向電極の劣化につながる。対向電極が劣化することにより、画像表示速度、消去速度が低下していき、書き込みが不可能になっていくという課題があった。
【０００９】
一方、エレクトロデポジション法において、対向電極の耐性を向上する方法の１つとして、炭素を利用した電極形成方法が、特許文献等で知られている。
【００１０】
例えば、銀塩溶液からＩＴＯ透明電極上への銀の析出を利用して光の透過率を制御する光学フィルターの対向電極の材料コストを低減する光学装置として、対向電極の一方の表面を、少なくとも１種の導電性粒子と少なくとも１種のバインダーとを含有し、該導電性粒子として炭素材料を用いる光学装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、作用電極と、対極と、これらの電極に接して配された電解液とを有し、この電解液への印加電界により電気化学的に調光される光学装置において、その明細中において導電性粒子である炭素材料をバインダーと混合して対向電極とする旨が記載されている（例えば、特許文献２参照）。また、可視光域において光透過率又は光反射率の制御が可能な光学フィルターなどに使用される光学装置において、積層構造を有し、その最上部に炭素材料を含む対向電極が開示されているが、本発明のような構造末端に酸化還元反応基を有する炭素素材でできた炭素電極とは異なる。（例えば、特許文献３、４参照。）。
【００１１】
一般に、対向電極として炭素電極を用いることで、対向電極の劣化がなく、繰り返し書き換えに耐える表示素子が形成できるとされている。しかしながら、炭素電極は、一般に用いられるＩＴＯ（Ｓｎドープ酸化インジウム）電極や金属電極に比べ電気供給能力に欠けるため、表示速度が遅くなるなどの問題点があった。
【００１２】
上記に示したいずれの特許文献にも、表示速度を十分に確保したまま、電極耐性を向上する手段に関しては一切開示されていない。
【特許文献１】特開平１０−２７４７９０号公報
【特許文献２】特開２００１−５９９８０号公報
【特許文献３】特開２００１−５１３０７号公報
【特許文献４】特開２００１−５１３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、電気化学素子の特性を向上させることが可能な耐久性のある電気化学素子用電極と、それを用いた表示速度が速く、かつ電極耐性に優れた電気化学的な表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
【００１５】
１．対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極であることを特徴とする電気化学素子用電極。
【００１６】
２．対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材であり、かつ該酸化還元反応基を有する炭素素材が下記一般式（１）〜（３）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする電気化学素子用電極。
【００１７】
【化１】
2008233158.tif 000003
【００１８】
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｘ1〜Ｘ9は各々ＮＱ1、硫黄原子または酸素原子を表す。ここで、Ｑ1は水素原子、隣接原子と二重結合を形成するための結合手またはアルキル基を表す。Ｙ1、Ｙ2は各々ＣＱ2または窒素原子を表す。ここで、Ｑ2は水素原子または隣接原子と二重結合を形成するための結合手を表す。Ｚ1はＸ1、Ｙ1と共に、Ｚ2はＸ2、Ｙ2と共に、Ｚ3はＸ5、Ｘ6と共に、Ｚ4はＸ9と共に、それぞれ複素環を形成するための原子群を表す。Ｚ1〜Ｚ4で形成される各々の複素環は、置換基を有していてもよく、また縮合環を形成してもよい。Ｒ1〜Ｒ5は各々水素原子、ハロゲン原子、複素環、アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはアミノ基を表す。Ｌ1〜Ｌ3は各々２価の連結基を表す。〕
３．対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材であり、かつ該酸化還元反応基を有する炭素素材が下記一般式（４）〜（６）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする電気化学素子用電極。
【００１９】
【化２】
2008233158.tif 000004
【００２０】
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ6〜Ｒ12は各々水素原子または炭素数１〜８のアルキル基を表す。Ｒ6とＲ7、またはＲ8とＲ9は互いに結合して環を形成してもよい。Ｌ4は２価の連結基を表す。〕
【００２１】
【化３】
2008233158.tif 000005
【００２２】
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ13は水素原子、炭素数１４までのアリール基、ヘテロアリール基、炭素数１０までの分岐アルキル基、アルケニル基またはシクロアルキル基を表す。ｎ１は０あるいは１〜１０の整数を表す。Ｌ5は２価の連結基を表す。Ｘ1-は、荷電を中和するイオンを表す。〕
【００２３】
【化４】
2008233158.tif 000006
【００２４】
〔式中、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ14、Ｒ15は各々アルキル基、ヒドロキシアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ16は水素原子またはアルキル基を表し、Ｒ17、Ｒ18はそれぞれアルキル基を表す。Ｌ6は２価の連結基を表す。〕
４．前記酸化還元反応基を有する炭素素材骨格（ＣＡ）が、カーボンブラック、グラファイト及び黒鉛から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の電気化学素子用電極。
【００２５】
５．前記対向電極の少なくとも一つが、構造末端に酸化還元反応基を有する炭素素材を含む層および金属電極層により構成されていることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の電気化学素子用電極。
【００２６】
６．対向する電極間に、電解質層を有し、該対向電極の駆動操作を行う表示素子であって、対向電極の少なくとも一つが、前記１〜５のいずれか１項に記載の電気化学素子用電極であることを特徴とする表示素子。
【００２７】
７．前記電解質層が、少なくとも銀または銀を化学構造中に含む化合物を含有することを特徴とする前記６に記載の表示素子。
【００２８】
８．前記電解質層が、下記一般式（７）または一般式（８）で表される化合物を含有することを特徴とする前記６または７に記載の表示素子。
【００２９】
一般式（７）
Ｒ7−Ｓ−Ｒ8
〔式中、Ｒ7、Ｒ8は各々置換または無置換の炭化水素基を表す。但し、Ｓ原子を含む環を形成する場合には、芳香族基をとることはない。〕
【００３０】
【化５】
2008233158.tif 000007
【００３１】
〔式中、Ｍは水素原子、金属原子または４級アンモニウムを表す。Ｚは含窒素複素環を表す。ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ9は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルカルボンアミド基、アリールカルボンアミド基、アルキルスルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、カルバモイル基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、スルファモイル基、シアノ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基、アミノ基、ヒドロキシ基または複素環基を表し、ｎが２以上の場合、それぞれのＲ9は同一でも異なっていてもよく、お互いに連結して縮合環を形成してもよい。〕
【発明の効果】
【００３２】
本発明により、電気化学素子の特性を向上させることが可能な耐久性のある電気化学素子用電極と、それを用いた表示速度が速く、かつ、耐久性に優れた電気化学的な表示素子を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３４】
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、１）対向電極間に電解質層を有し、該対向電極の駆動操作を行う電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極であることを特徴とする電気化学素子用電極、２）対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材であり、かつ該酸化還元反応基を有する炭素素材が前記一般式（１）〜（３）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする電気化学素子用電極、あるいは３）対向電極間に電解質層を有する電気化学素子用電極であって、該対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材であり、かつ該酸化還元反応基を有する炭素素材が下記一般式（４）〜（６）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする電気化学素子用電極により、電気化学素子の特性を向上させることが可能な耐久性のある電気化学素子用電極を実現できることを見出し、本発明に至った次第である。
【００３５】
電気化学分野においては、炭素電極が一般的な電極の一つとしてよく知られており、例えば、「エレクトロニクス用カーボン  技術大全集」（技術情報協会編）などに、使用される炭素材料やその製法などが紹介されている。
【００３６】
本発明の電気化学素子用電極に用いる酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極とは、一般的な炭素電極中には存在しない酸化還元反応基を有する炭素素材を含む特殊な炭素電極である。従来より、窒素を内部に含む炭素電極については、電気二重層キャパシタ用としての報告はあるが、いずれも本発明のような電気化学反応に関する効果については鑑みられていなかった。
【００３７】
本発明の電気化学素子用電極を、例えば、表示素子に適用した場合、対向電極の少なくとも一つに酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極を用いることで、電極自体の耐性が向上すると共に、一般的な炭素電極では達成し得なかった表示速度の向上を見ることができた。
【００３８】
上記特性の達成理由に関しては、全てが明確にはなっていないが、表示素子に適用した場合、以下の様に推測している。
【００３９】
図１は、本発明の表示素子の原理を説明する概念図である。
【００４０】
図１の（ａ）は、本発明の表示素子１において、可視化の駆動を行った時に起こる反応を示している。可視化の駆動を行った場合、閲覧側の透明電極２では、電解質５中に溶解している銀イオン（Ａｇ+）に透明電極２から電子（ｅ-）が与えられて、銀（Ａｇ）が透明電極２上に析出し、通常、黒色画像４を生じさせる。この時、対向電極３上では、銀（この銀は、表示素子作成当初には存在しないが、可視化→無色化を一度行った時点で少なからず生じるものである）から電子が対向電極３に移動し、銀イオン（Ａｇ+）となって電解質５中に放出される。
【００４１】
図１の（ｂ）は、無色化の反応を示している。閲覧側の透明電極２では、銀から電子を受け取り、銀は銀イオンとなって電解質５中に放出される。対向電極３上では、銀イオンに電子が与えられ、銀となって析出する。このため、対向電極３上での電子交換の反応速度が遅いことが、表示速度の律速となる。電極の耐久性を目的として、対向電極３に炭素電極を使用した場合、透明電極２に対してこの電子交換の反応速度が遅くなるため。表示速度が低下する。
【００４２】
上記表示素子において、表示速度が向上した理由に関しては、次のように推測している。炭素材料を含む電極において、炭素材料末端の酸化還元官能基があることで電解質層中の金属イオンの還元、または析出した金属の酸化が速やかに行われ、酸化還元官能基がないものと比べて表示速度が向上すると考えられる。
【００４３】
また、本発明の酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電気化学素子用電極は、本発明の表示素子だけでなく、キャパシタ、電池等の電気化学素子用の電極としても用いることが可能であり、キャパシタ、リチウムイオン電池等の電池の電極に使用すると、電解液との反応性が高まり、特性が向上する。
【００４４】
以下、本発明の詳細について説明する。
【００４５】
《一般式（１）〜（６）で表される化合物》
本発明の電気化学素子用電極においては、対向電極の少なくとも一つが、酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極であることを特徴とし、更には、酸化還元反応基を有する炭素素材が、前記一般式（１）〜（３）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを特徴の１つとする。
【００４６】
前記一般式（１）〜（３）において、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｘ1〜Ｘ9は各々ＮＱ1、硫黄原子または酸素原子を表す。ここで、Ｑ1は水素原子、隣接原子と二重結合を形成するための結合手またはアルキル基を表す。Ｙ1、Ｙ2は各々ＣＱ2または窒素原子を表す。ここで、Ｑ2は水素原子または隣接原子と二重結合を形成するための結合手を表す。Ｚ1はＸ1、Ｙ1と共に、Ｚ2はＸ2、Ｙ2と共に、Ｚ3はＸ5、Ｘ6と共に、Ｚ4はＸ9と共に、それぞれ複素環を形成するための原子群を表す。Ｚ1〜Ｚ4で形成される各々の複素環は、置換基を有していてもよく、また縮合環を形成してもよい。Ｒ1〜Ｒ5は各々水素原子、ハロゲン原子、複素環、アルキル基、アルコキシ基、アリール基またはアミノ基を表す。Ｌ1〜Ｌ3は各々２価の連結基を表す。
【００４７】
ＣＡで表される炭素素材骨格としては、酸化還元反応基を連結可能な炭素素材であれば特に制限はないが、本発明においては、カーボンブラック、グラファイト及び黒鉛から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００４８】
Ｚ1はＸ1、Ｙ1と共に、Ｚ2はＸ2、Ｙ2と共に、Ｚ3はＸ5、Ｘ6と共に、Ｚ4はＸ9と共に、それぞれ複素環を形成するための原子群を表すが、複素環を構成する原子群の個数に特に制限はないが、５員環または６員環であることが好ましい。
【００４９】
複素環の中で好ましいものとして、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、インドール環、テトラゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、プリン環等が挙げられる。また、これらの複素環が有する置換基としては特に制限はないが、中でもヒドロキシル基、アミノ基、スルホ基、リン酸基、カルボキシル基、スルファモイル基、ヒドロキシアルキル基等の親水性の高い置換基が好ましい。
【００５０】
Ｒ1〜Ｒ5は各々水素原子、ハロゲン原子（例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）、複素環（例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、インドール環、テトラゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、プリン環等）、アルキル基（メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等）、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等）またはアリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基等）である。
【００５１】
Ｌ1〜Ｌ3は各々２価の連結基を表すが、例えば、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＳＯ2ＮＨ、アルキレン基（例えば、エチレン基、ピロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）等を挙げることができる。
【００５２】
本発明に係る一般式（１）〜（３）で表される化合物は、市販品として購入することもでき、またバイルシュタイン・ハンドブーフ・デア・オーガニッシェン・ヘミー（Ｂｅｉｌｓｔｅｉｎｓ  Ｈａｎｄｂｕｃｈ  ｄｅｒ  Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ）、アンナーレン・デア・ヘミー（Ａｎｎ．Ｃｈｅｍ．）、ケミカル・アブストラクツ（Ｃｈｅｍ．Ａｂｓｔｒａｃｔｓ）、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサイアティ（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．）、モナッシェフテ・ヒュール・ヘミー（Ｍｏｎａｔｓｃｈ．Ｃｈｅｍ．）、ジュルナール・デア・ルッシシュン・フィジカリッシュ−ヘミッシェン・ゲゼルシャフト（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｄｅｒ  Ｒｕｓｓｉｓｃｈｅｎ  Ｐｈｙｓｉｋａｌｉｓｈ−Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅｎ  Ｇｅｓｃｌｌｓｃｈａｆｔ）等の抄録誌、報文献に数多く報告されておりこれらに記載された方法を用いて合成することができる。
【００５３】
本発明に係る一般式（１）〜（３）で表される化合物において、炭素材料骨格ＣＡ（例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛等）に酸化還元官能基を連結する方法としては、炭素素材骨格と、連結部を持つ酸化還元反応基をともに溶媒中に分散し、一般的な脱水縮合反応等で容易に連結することが可能である。
【００５４】
本発明においては、炭素電極層の好ましい厚みは、電極の構造により異なるが、５〜１００００ナノメートル（ｎｍ）程度であることが好ましい。
【００５５】
また、本発明においては、酸化還元反応基を有する炭素素材が、前記一般式（４）〜（６）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種であることを１つの特徴とする。
【００５６】
前記一般式（４）において、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ6〜Ｒ12は各々水素原子または炭素数１〜８のアルキル基を表す。Ｒ6とＲ7、またはＲ8とＲ9は互いに結合して環を形成してもよい。Ｌ4は２価の連結基を表す。
【００５７】
ＣＡで表される炭素素材骨格としては、酸化還元反応基を連結可能な炭素素材であれば特に制限はないが、本発明においては、カーボンブラック、グラファイト及び黒鉛から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００５８】
Ｒ6〜Ｒ12におけるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル基等を挙げることができる。
【００５９】
Ｒ6とＲ7、またはＲ8とＲ9は互いに結合して環を形成してもよく、この場合、通常は−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−となる。
【００６０】
Ｌ4で表される２価の連結基としては、例えば、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＳＯ2ＮＨ、アルキレン基（例えば、エチレン基、ピロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）等を挙げることができる。
【００６１】
前記一般式（５）において、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ13は水素原子、炭素数１４までのアリール基、ヘテロアリール基、炭素数１０までの分岐アルキル基、アルケニル基またはシクロアルキル基を表す。ｎ１は０あるいは１〜１０の整数を表す。Ｌ5は２価の連結基を表す。Ｘ1-は、荷電を中和するイオンを表す。
【００６２】
ＣＡで表される炭素素材骨格としては、酸化還元反応基を連結可能な炭素素材であれば特に制限はないが、本発明においては、カーボンブラック、グラファイト及び黒鉛から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００６３】
Ｒ13は水素原子、炭素数１４までのアリール基、ヘテロアリール基、炭素数１０までの分岐アルキル基、アルケニル基またはシクロアルキル基を表すが、各々のアリール基、ヘテロアリール基、炭素原子数１０までの分岐アルキル基、アルケニル基、或いはシクロアルキル基は更に置換基を有してもよく、置換基としては、低級アルキル基、低級アルケニル基、フェニル置換−低級アルキル基、ジフェニル置換−低級アルキル基、フェニル基、フェノキシ基、低級アルカノイルオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、低級アルキルアミノ基、ジ（低級アルキル）アミノ基、フェニルアミノ基、低級アルカノイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、低級アルキルスルフォニルアミノ基、フェニルスルフォニルアミノ基、低級アルカノイル基、ベンゾイル基、カルボキシル基、低級アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、Ｎ−低級アルキルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジ−（低級アルキル）カルバモイル基、ウレイド基、Ｎ−低級アルキルウレイド基、低級アルキルスルフォニル基、フェニルスルフォニル基、ヒドロキシル基、低級アルコキシ基、アミノ基、低級アルキルアミノ基、ジ（低級アルキル）アミノ基、ハロゲン原子、カルボキシル基、ホスホノ基、或いは低級アルコキシカルボニル基で置換された低級アルコキシ基、炭素原子数３〜７のアルコキシ基、そして２価のメチレンジオキシ基等が挙げられる。
【００６４】
Ｌ5で表される２価の連結基としては、例えば、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＳＯ2ＮＨ、アルキレン基（例えば、エチレン基、ピロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）等を挙げることができる。
【００６５】
Ｘ1-としては、例えば、ハロゲンアニオン、ＣｌＯ4-、ＢＦ4-、Ｃ2Ｆ6ＮＯ4Ｓ2-、ＣＦ3ＳＯ3-、ＰＦ6-、ＡｓＦ6-、ＳｂＦ6-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＣＨ3（Ｃ6Ｈ5）ＳＯ3-等を挙げることができる。
【００６６】
以下、一般式（５）で表される化合物のＣＡ及びＬ5を除く具体例を以下に示すが、本発明ではこれら例示する化合物に限定されるものではない。
【００６７】
（５−１）１−ｎ−オクチル−４，４′−ビピリジニウム  ジブロマイド
（５−２）１−ｎ−オクチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート
（５−３）１−メチル−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−４）１−（４−メチルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−５）１−（４−シアノフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−６）１−（４−フルオロフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−７）１−（３−プロピルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−８）１−（３−プロピルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート
（５−９）１−（２，４，６−トリメチルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１０）１−（２，４，６−トリメチルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート
（５−１１）１−（ナフチル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１２）１−（４−シアノナフチル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１３）１−（４−フェノキシフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１４）１−（４−ｔ−ブチルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１６）１−（２，６−ジメチルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１７）１−（３，５−ジメチルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１８）１−（４−ベンゾフェノン）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−１９）１−（２，４−ジニトロフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−２０）１−ベンジル−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
（５−２１）１−ホスホノプロピル−４，４′−ビピリジニウム  ジブロマイド
（５−２２）１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート
（５−２３）１−ホスホノベンジル−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド
前記一般式（６）において、ＣＡは炭素素材骨格を表し、Ｒ14、Ｒ15は各々アルキル基、ヒドロキシアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ16は水素原子またはアルキル基を表し、Ｒ17、Ｒ18はそれぞれアルキル基を表す。Ｌ6は２価の連結基を表す。
【００６８】
ＣＡで表される炭素素材骨格としては、酸化還元反応基を連結可能な炭素素材であれば特に制限はないが、本発明においては、カーボンブラック、グラファイト及び黒鉛から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００６９】
Ｒ14、Ｒ15は各々アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル基等）、ヒドロキシアルキル基（例えば、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシプロピル基、４−ヒドロキシブチル基、２−ヒドロキシブチル基、２−（ヒドロキシメチル）プロピル基、２−ヒドロキシペンチル基、３−ヒドロキシ−２，２−ジメチルプロピル基、３−ヒドロキシペンチル基、５−ヒドロキシペンチル基、６−ヒドロキシヘキシル基、２−ヒドロキシヘキシル基、７−ヒドロキシヘプチル基、８−ヒドロキシオクチル基等）またはアルコキシアルキル基（例えば、β−メトキシエチル基、γ−メトキシプロピル基等、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等）を表す。
【００７０】
Ｒ16、Ｒ17、Ｒ18が表すアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル基等を挙げることができる。
【００７１】
Ｌ6で表される２価の連結基としては、例えば、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＳＯ2ＮＨ、アルキレン基（例えば、エチレン基、ピロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等）等を挙げることができる。
【００７２】
次いで、本発明の電気化学的な表示素子を構成する各要素について説明する。
【００７３】
〔電解質〕
本発明の表示素子の電解質は、銀または銀を化学構造中に含む化合物を含むことが好ましい。
【００７４】
銀を化学構造中に含む化合物としては、例えば、ヨウ化銀、塩化銀、臭化銀、酸化銀、硫化銀、クエン酸銀、酢酸銀、ベヘン酸銀、ｐ−トルエンスルホン酸銀、メルカプト類との銀塩、イミノジ酢酸類との銀錯体、等の公知の銀塩化合物を用いることができるが、これらの中でハロゲンやカルボン酸や銀との配位性を有する窒素原子を有しない化合物を銀塩として用いるのが好ましく、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸銀が好ましい。
【００７５】
本発明に係る電解質層に含まれる銀イオン濃度は、０．２モル／ｋｇ≦［Ａｇ］≦２．０モル／ｋｇが好ましい。銀イオン濃度が０．２モル／ｋｇより少ないと希薄な銀溶液となり駆動速度が遅延し、２モル／ｋｇよりも大きいと溶解性が劣化し、低温保存時に析出が起きやすくなる傾向にあり不利である。
【００７６】
本発明に係る電解質層においては、更に、前記一般式（７）または（８）で表される化合物の少なくとも一つを含有することが好ましい。
【００７７】
前記一般式（７）において、Ｒ7、Ｒ8は各々置換または無置換の炭化水素基を表し、これらには芳香族の直鎖基または分岐基が含まれる。また、これらの炭化水素基では、１個以上の窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含んでも良い。ただし、Ｓ原子を含む環を形成する場合には、芳香族基をとることはない。
【００７８】
炭化水素基に置換可能な基としては、例えば、アミノ基、グアニジノ基、４級アンモニウム基、ヒドロキシル基、ハロゲン化合物、カルボン酸基、カルボキシレート基、アミド基、スルフィン酸基、スルホン酸基、スルフェート基、ホスホン酸基、ホスフェート基、ニトロ基、シアノ基等を挙げることができる。
【００７９】
一般に、銀の溶解析出を生じさせるためには、電解質中で銀を可溶化することが必要である。例えば、銀と配位結合を生じさたり、銀と弱い共有結合を生じさせるような、銀と相互作用を示す化学構造種を含む化合物等と共存させて、銀または銀を含む化合物を可溶化物に変換する手段を用いるのが一般的である。前記化学構造種として、ハロゲン原子、メルカプト基、カルボキシル基、イミノ基等が知られているが、本発明においては、チオエーテル基も銀溶剤として、有用に作用し、共存化合物への影響が少なく、溶媒への溶解度が高い特徴がある。
【００８０】
以下、本発明に係る一般式（７）で表される化合物の具体例を示すが、本発明ではこれら例示する化合物にのみ限定されるものではない。
【００８１】
７−１：ＣＨ3ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＨ
７−２：ＨＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＨ
７−３：ＨＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＨ
７−４：ＨＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＨ
７−５：ＨＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＨ
７−６：ＨＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＨ
７−７：Ｈ3ＣＳＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯＨ
７−８：ＨＯＯＣＣＨ2ＳＣＨ2ＣＯＯＨ
７−９：ＨＯＯＣＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯＨ
７−１０：ＨＯＯＣＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＯＯＨ
７−１１：ＨＯＯＣＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＯＯＨ
７−１２：ＨＯＯＣＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯＨ
７−１３：ＨＯＯＣＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯＨ
７−１４：Ｈ3ＣＳＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2
７−１５：Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2
７−１６：Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2
７−１７：Ｈ3ＣＳＣＨ2ＣＨ2ＣＨ（ＮＨ2）ＣＯＯＨ
７−１８：Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2
７−１９：Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2
７−２０：Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2
７−２１：ＨＯＯＣ（ＮＨ2）ＣＨＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＣＨ（ＮＨ2）ＣＯＯＨ
７−２２：ＨＯＯＣ（ＮＨ2）ＣＨＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ（ＮＨ2）ＣＯＯＨ
７−２３：ＨＯＯＣ（ＮＨ2）ＣＨＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ（ＮＨ2）ＣＯＯＨ
７−２４：Ｈ2Ｎ（Ｏ＝）ＣＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ2
７−２５：Ｈ2Ｎ（Ｏ＝）ＣＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2Ｃ（Ｏ＝）ＮＨ2
７−２６：Ｈ2ＮＨＮ（Ｏ＝）ＣＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＮＨ2
７−２７：Ｈ3Ｃ（Ｏ＝）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣ（Ｏ＝）ＣＨ3
７−２８：Ｈ2ＮＯ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＯ2ＮＨ2
７−２９：ＮａＯ3ＳＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＳＯ3Ｎａ
７−３０：Ｈ3ＣＳＯ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＮＨＯ2ＳＣＨ3
７−３１：Ｈ2Ｎ（ＮＨ＝）ＣＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣ（ＮＨ）ＮＨ2・２ＨＢｒ
７−３２：Ｈ2Ｎ（ＮＨ＝）ＣＳＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＳＣ（＝ＮＨ）ＮＨ2・２ＨＣｌ
７−３３：Ｈ2Ｎ（ＮＨ＝）ＣＮＨＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣ（＝ＮＨ）ＮＨ2・２ＨＢｒ
７−３４：〔（ＣＨ3）3ＮＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2ＳＣＨ2ＣＨ2Ｎ（ＣＨ3）3〕2＋・２Ｃｌ−
【００８２】
【化６】
2008233158.tif 000008
【００８３】
【化７】
2008233158.tif 000009
【００８４】
上記例示した各化合物の中でも、本発明の目的効果をいかんなく発揮できる観点から、特に例示化合物７−２が好ましい。
【００８５】
次いで、本発明に係る一般式（８）で表される化合物について説明する。
【００８６】
前記一般式（８）において、Ｍは水素原子、金属原子または４級アンモニウムを表す。Ｚはイミダゾール環類を除く含窒素複素環を表す。ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ9は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルカルボンアミド基、アリールカルボンアミド基、アルキルスルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルカルバモイル基、アリールカルバモイル基、カルバモイル基、アルキルスルファモイル基、アリールスルファモイル基、スルファモイル基、シアノ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基、アミノ基、ヒドロキシ基または複素環基を表し、ｎが２以上の場合、それぞれのＲ9は同じであってもよく、異なってもよく、お互いに連結して縮合環を形成してもよい。
【００８７】
一般式（８）のＭで表される金属原子としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ａｇ等が挙げられ、４級アンモニウムとしては、例えば、ＮＨ4、Ｎ（ＣＨ3）4、Ｎ（Ｃ4Ｈ9）4、Ｎ（ＣＨ3）3Ｃ12Ｈ25、Ｎ（ＣＨ3）3Ｃ16Ｈ33、Ｎ（ＣＨ3）3ＣＨ2Ｃ6Ｈ5等が挙げられる。
【００８８】
一般式（８）のＺで表される含窒素複素環としては、例えば、テトラゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、インドール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンズイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾセレナゾール環、ナフトオキサゾール環等が挙げられる。
【００８９】
一般式（８）のＲ9で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ｉ−プロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、オクチル、ドデシル、ヒドロキシエチル、メトキシエチル、トリフルオロメチル、ベンジル等の各基が挙げられ、アリール基としては、例えば、フェニル、ナフチル等の各基が挙げられ、アルキルカルボンアミド基としては、例えば、アセチルアミノ、プロピオニルアミノ、ブチロイルアミノ等の各基が挙げられ、アリールカルボンアミド基としては、例えば、ベンゾイルアミノ等が挙げられ、アルキルスルホンアミド基としては、例えば、メタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基等が挙げられ、アリールスルホンアミド基としては、例えば、ベンゼンスルホニルアミノ基、トルエンスルホニルアミノ基等が挙げられ、アリールオキシ基としては、例えば、フェノキシ等が挙げられ、アルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ等の各基が挙げられ、アリールチオ基としては、例えば、フェニルチオ基、トリルチオ基等が挙げられ、アルキルカルバモイル基としては、例えば、メチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、エチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、ジブチルカルバモイル、ピペリジルカルバモイル、モルホリルカルバモイル等の各基が挙げられ、アリールカルバモイル基としては、例えば、フェニルカルバモイル、メチルフェニルカルバモイル、エチルフェニルカルバモイル、ベンジルフェニルカルバモイル等の各基が挙げられ、アルキルスルファモイル基としては、例えば、メチルスルファモイル、ジメチルスルファモイル、エチルスルファモイル、ジエチルスルファモイル、ジブチルスルファモイル、ピペリジルスルファモイル、モルホリルスルファモイル等の各基が挙げられ、アリールスルファモイル基としては、例えば、フェニルスルファモイル、メチルフェニルスルファモイル、エチルフェニルスルファモイル、ベンジルフェニルスルファモイル等の各基が挙げられ、アルキルスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基等が挙げられ、アリールスルホニル基としては、例えば、フェニルスルホニル、４−クロロフェニルスルホニル、ｐ−トルエンスルホニル等の各基が挙げられ、アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、ブトキシカルボニル等の各基が挙げられ、アリールオキシカルボニル基としては、例えばフェノキシカルボニル等が挙げられ、アルキルカルボニル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチロイル等の各基が挙げられ、アリールカルボニル基としては、例えば、ベンゾイル基、アルキルベンゾイル基等が挙げられ、アシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチロイルオキシ等の各基が挙げられ、複素環基としては、例えば、オキサゾール環、チアゾール環、トリアゾール環、セレナゾール環、テトラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、チアジン環、トリアジン環、ベンズオキサゾール環、ベンズチアゾール環、��ンドレニン環、ベンズセレナゾール環、ナフトチアゾール環、トリアザインドリジン環、ジアザインドリジン環、テトラアザインドリジン環基等が挙げられる。これらの置換基はさらに置換基を有するものを含む。
【００９０】
次に、一般式（８）で表される化合物の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されるものではない。
【００９１】
【化８】
2008233158.tif 000010
【００９２】
【化９】
2008233158.tif 000011
【００９３】
上記例示した各化合物の中でも、本発明の目的効果をいかんなく発揮できる観点から、特に例示化合物８−１２、８−１８が好ましい。
【００９４】
〔有機溶媒〕
本発明の電気化学素子においては、電解質に有機溶媒を含有することが好ましい。有機溶媒は、好ましい電解質を有効に溶解することができ、電気分解などの危険性が少ないため好適である。
【００９５】
本発明に適用可能な有機溶媒としては、電解質を溶解できれば各種用いることができるが、より好ましくは、下記一般式（９）または（１０）で表される化合物である。
【００９６】
【化１０】
2008233158.tif 000012
【００９７】
上記一般式（９）において、Ｌは酸素原子またはＣＨ2を表し、Ｒ1〜Ｒ4は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。
【００９８】
【化１１】
2008233158.tif 000013
【００９９】
上記一般式（１０）において、Ｒ5、Ｒ6は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。
【０１００】
はじめに、一般式（９）で表される化合物について説明する。
【０１０１】
上記一般式（９）において、Ｌは酸素原子またはＣＨ2を表し、Ｒ1〜Ｒ4は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。
【０１０２】
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等、アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等、シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等、アルコキシアルキル基として、例えば、β−メトキシエチル基、γ−メトキシプロピル基等、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等を挙げることができる。
【０１０３】
以下、一般式（９）で表される化合物の具体例を示すが、本発明ではこれら例示する化合物にのみ限定されるものではない。
【０１０４】
【化１２】
2008233158.tif 000014
【０１０５】
次いで、一般式（１０）で表される化合物について説明する。
【０１０６】
上記一般式（１０）において、Ｒ5、Ｒ6は各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、アルコキシアルキル基またはアルコキシ基を表す。
【０１０７】
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等、アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等、シクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等、アルコキシアルキル基として、例えば、β−メトキシエチル基、γ−メトキシプロピル基等、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等を挙げることができる。
【０１０８】
以下、一般式（１０）で表される化合物の具体例を示すが、本発明ではこれら例示する化合物にのみ限定されるものではない。
【０１０９】
【化１３】
2008233158.tif 000015
【０１１０】
上記例示した一般式（９）及び一般式（１０）で表される化合物の中でも、特に、例示化合物（９−１）、（９−２）、（１０−３）が好ましい。
【０１１１】
一般式（９）、（１０）で表される化合物は電解質溶媒の１種であるが、本発明の表示素子においては、本発明の目的効果を損なわない範囲でさらに別の溶媒を併せて用いることができる。具体的には、テトラメチル尿素、スルホラン、ジメチルスルホキシド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−（Ｎ−メチル）−２−ピロリジノン、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ブチロニトリル、プロピオニトリル、アセトニトリル、アセチルアセトン、４−メチル−２−ペンタノン、２−ブタノール、１−ブタノール、２−プロパノール、１−プロパノール、エタノール、メタノール、無水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジメトキシエタン、ジエトキシフラン、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、水等が挙げられる。これらの溶媒の内、凝固点が−２０℃以下、かつ沸点が１２０℃以上の溶媒を少なくとも１種含むことが好ましい。
【０１１２】
さらに本発明で用いることのできる溶媒としては、Ｊ．Ａ．Ｒｉｄｄｉｃｋ，Ｗ．Ｂ．Ｂｕｎｇｅｒ，Ｔ．Ｋ．Ｓａｋａｎｏ，“Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｖｅｎｔｓ”，４ｔｈ  ｅｄ．，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ（１９８６）、Ｙ．Ｍａｒｃｕｓ，“Ｉｏｎ  Ｓｏｌｖａｔｉｏｎ”，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ（１９８５）、Ｃ．Ｒｅｉｃｈａｒｄｔ，“Ｓｏｌｖｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”，２ｎｄ  ｅｄ．，ＶＣＨ（１９８８）、Ｇ．Ｊ．Ｊａｎｚ，Ｒ．Ｐ．Ｔ．Ｔｏｍｋｉｎｓ，“Ｎｏｎａｑｕｅｏｕｓ  Ｅｌｅｃｔｏｒｌｙｔｅｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ”，Ｖｏｌ．１，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ（１９７２）に記載の化合物を挙げることができる。
【０１１３】
本発明において、電解質溶媒は単一種であっても、溶媒の混合物であってもよいが、エチレンカーボネートを含む混合溶媒が好ましい。エチレンカーボネートの添加量は、全電解質溶媒質量の１０質量％以上、９０質量％以下が好ましい。特に好ましい電解質溶媒は、プロピレンカーボネート／エチレンカーボネートの質量比が７／３〜３／７の混合溶媒である。プロピレンカーボネート比が７／３より大きいとイオン伝導性が劣り応答速度が低下し、３／７より小さいと低温時に電解質が析出しやすくなる。
【０１１４】
本発明において、電解質が液体である場合には、以下の化合物を電解質中に含むことができる。カリウム化合物としてＫＣｌ、ＫＩ、ＫＢｒ等、リチウム化合物としてＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3等、テトラアルキルアンモニウム化合物として過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムハライド等が挙げられる。また、特開２００３−１８７８８１号公報の段落番号〔００６２〕〜〔００８１〕に記載の溶融塩電解質組成物も好ましく用いることができる。さらに、Ｉ-／Ｉ3-、Ｂｒ-／Ｂｒ3-、キノン／ハイドロキノン等の酸化還元対になる化合物を用いることができる。
【０１１５】
また、支持電解質が固体である場合には、電子伝導性やイオン伝導性を示す以下の化合物を電解質中に含むことができる。
【０１１６】
パーフルオロスルフォン酸を含むフッ化ビニル系高分子、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、トリフェニルアミン類、ポリビニルカルバゾール類、ポリメチルフェニルシラン類、Ｃｕ2Ｓ、Ａｇ2Ｓ、Ｃｕ2Ｓｅ、ＡｇＣｒＳｅ2等のカルコゲニド、ＣａＦ2、ＰｂＦ2、ＳｒＦ2、ＬａＦ3、ＴｌＳｎ2Ｆ5、ＣｅＦ3等の含Ｆ化合物、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ3ＰＯ4等のＬｉ塩、ＺｒＯ2、ＣａＯ、Ｃｄ2Ｏ3、ＨｆＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＡｌＦ４、ＡｇＳＢｒ、Ｃ5Ｈ5ＮＨＡｇ5Ｉ6、Ｒｂ4Ｃｕ16Ｉ7Ｃｌ13、Ｒｂ3Ｃｕ7Ｃｌ10、ＬｉＮ、Ｌｉ5ＮＩ2、Ｌｉ6ＮＢｒ3等の化合物が挙げられる。
【０１１７】
また、支持電解質としてゲル状電解質を用いることもできる。電解質が非水系の場合、特開平１１−１８５８３６号公報の段落番号〔００５７〕〜〔００５９〕に記載のオイルゲル化剤を用いことができる。
【０１１８】
更に、電解質が下記一般式（Ａ）で表される化合物を含有することが、本発明の目的効果をより奏することができる観点から好ましい。
【０１１９】
【化１４】
2008233158.tif 000016
【０１２０】
上記一般式（Ａ）において、Ｘ及びＹは、各々炭素数１〜４のアルキル基を表し、同一であっても異なっていてもよい。ｋ及びｉは、各々０または１〜４の正整数を、ｎ及びｍは、各々３〜７の正整数を表し、Ａは酸成分を表す。
【０１２１】
一般式（Ａ）において、Ｘ及びＹの炭素数が５以上、ｋ及びｉが５以上、または、ｎ及びｍが８以上の場合には、スピロアンモニウム化合物塩のイオン導電性が低下し好ましくない。
【０１２２】
一般式（Ａ）において、スピロアンモニウム化合物塩のカチオンとしては、例えば、スピロ−（１，１′）−ビアザシクロブチルイオン、アザシクロペンタン−１−スピロ−１′−アザシクロブチルイオン、アザシクロヘキサン−１−スピロ−１′−アザシクロブチルイオン、アザシクロヘプタン−１−スピロ−１′−アザシクロブチルイオン、アザシクロオクタン−１−スピロ−１′−アザシクロブチルイオン、スピロ−（１，１′）−ビアザシクロペンチルイオン、アザシクロヘキサン−１−スピロ−１′−アザシクロペンチルイオン、アザシクロヘプタン−１−スピロ−１′−アザシクロペンチルイオン、アザシクロオクタン−１−スピロ−１′−アザシクロペンチルイオン、スピロ−（１，１′）−ビアザシクロヘキシルイオン、アザシクロヘプタン−１−スピロ−１′−アザシクロヘキシルイオン、アザシクロオクタン−１−スピロ−１′−アザシクロヘキシルイオン、スピロ−（１，１′）−ビアザシクロヘプチルイオン、アザシクロオクタン−１−スピロ−１′−アザシクロヘプチルイオン、スピロ−（１，１′）−ビアザシクロオクチルイオンが挙げられる。
【０１２３】
一般式（Ａ）において、Ａは酸成分を表し、例えば、過塩素酸イオン（ＣｌＯ4-）、フッ素イオン（Ｆ-）、塩素イオン（Ｃｌ-）、臭素イオン（Ｂｒ-）、ヨウ素イオン（Ｉ-）、ヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ6-）、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン（ＳｂＦ6-）、テトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ4-）、トリフルオロメタンスルホン酸イオン（ＣＦ3ＳＯ3-）、トリフルオロ酢酸イオン（ＣＦ3ＣＯ2-）、ビストリフルオロメタンスルフォニルイミドイオン（（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-）、ペルフルオロブタンスルホン酸イオン（Ｃ4Ｆ9ＳＯ3-）、トリストリフルオロメタンスルフォニルメチドイオン（（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-）、ジシアナミドイオン（（ＣＮ）2Ｎ-）等が挙げられる。
【０１２４】
本発明において、一般式（Ａ）で表されるスピロアンモニウム化合物塩は、以下の製造方法により得られる。
【０１２５】
まず、イソプロピルアルコール溶媒中、炭酸カリウム存在下でアザシクロアルカンに両末端を臭素化させたジブロモアルカンを作用させてスピロアンモニウムブロマイドを得、次に該ブロマイドを水またはアルコール中で電気透析により脱塩させて水酸化スピロアンモニウム溶液を得る。次いで、得られた水酸化スピロアンモニウム溶液に、一般式（Ａ）中のＡに対応する酸成分を、等モル量添加して、中和反応させた後、減圧下で脱水させて、目的とするスピロアンモニウム化合物塩を得ることができる。
【０１２６】
一般式（Ａ）で表される化合物の電解液への好ましい添加量は、０．１質量％以上、１０質量％以下である。０．１質量％以上であれば、本発明の向上効果を発揮し、また１０質量％以下であれば、電解液での低温析出を生じることが無く、安定した状態で電解質中に存在させることができる。
【０１２７】
〔増粘剤〕
本発明の表示素子においては、電解質層に増粘剤を用いることができ、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、ポリ（ビニルアルコール）、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（アルキレングリコール）、カゼイン、デンプン、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メチルメタクリル酸）、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（メタクリル酸）、コポリ（スチレン−無水マレイン酸）、コポリ（スチレン−アクリロニトリル）、コポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリ（ビニルアセタール）類（例えば、ポリ（ビニルホルマール）及びポリ（ビニルブチラール））、ポリ（エステル）類、ポリ（ウレタン）類、フェノキシ樹脂、ポリ（塩化ビニリデン）、ポリ（エポキシド）類、ポリ（カーボネート）類、ポリ（ビニルアセテート）、セルロースエステル類、ポリ（アミド）類、疎水性透明バインダーとして、ポリビニルブチラール、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリル酸、ポリウレタン等が挙げられる。
【０１２８】
これらの増粘剤は２種以上を併用して用いてもよい。また、特開昭６４−１３５４６号公報の７１〜７５頁に記載の化合物を挙げることができる。これらの中で好ましく用いられる化合物は、各種添加剤との相溶性と白色粒子の分散安定性向上の観点から、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ヒドロキシプロピルセルロース類、ポリアルキレングリコール類である。
【０１２９】
本発明が表示素子である場合、構成層には、保護層、フィルター層、ハレーション防止層、クロスオーバー光カット層、バッキング層等の補助層を挙げることができ、これらの補助層中には、各種の化学増感剤、貴金属増感剤、感光色素、強色増感剤、カプラー、高沸点溶剤、カブリ防止剤、安定剤、現像抑制剤、漂白促進剤、定着促進剤、混色防止剤、ホルマリンスカベンジャー、色調剤、硬膜剤、界面活性剤、増粘剤、可塑剤、スベリ剤、紫外線吸収剤、イラジエーション防止染料、フィルター光吸収染料、防ばい剤、ポリマーラテックス、重金属、帯電防止剤、マット剤等を、必要に応じて含有させることができる。
【０１３０】
上述したこれらの添加剤は、より詳しくは、リサーチ・ディスクロージャー（以下、ＲＤと略す）第１７６巻Ｉｔｅｍ／１７６４３（１９７８年１２月）、同１８４巻Ｉｔｅｍ／１８４３１（１９７９年８月）、同１８７巻Ｉｔｅｍ／１８７１６（１９７９年１１月）及び同３０８巻Ｉｔｅｍ／３０８１１９（１９８９年１２月）に記載されている。
【０１３１】
これら三つのリサーチ・ディスクロージャーに示されている化合物種類と記載箇所を以下に掲載した。
【０１３２】
添加剤      ＲＤ１７６４３      ＲＤ１８７１６          ＲＤ３０８１１９
頁    分類        頁    分類              頁        分類
化学増感剤      ２３    III       ６４８右上              ９６        III
増感色素        ２３    IV        ６４８〜６４９          ９９６〜８    IV
減感色素        ２３    IV                                ９９８        IV
染料        ２５〜２６  VIII      ６４９〜６５０        １００３    VIII
現像促進剤      ２９    XXI       ６４８右上
カブリ抑制剤・安定剤
２４    IV        ６４９右上            １００６〜７  VI
増白剤          ２４    Ｖ                              ９９８        Ｖ
硬膜剤          ２６    Ｘ        ６５１左              １００４〜５  Ｘ
界面活性剤  ２６〜７    XI        ６５０右              １００５〜６  XI
帯電防止剤      ２７    XII       ６５０右              １００６〜７  XIII
可塑剤          ２７    XII       ６５０右              １００６      XII
スベリ剤        ２７    XII
マット剤        ２８    XVI       ６５０右              １００８〜９  XVI
バインダー      ２６    XXII                            １００３〜４  IX
支持体          ２８    XVII                            １００９      XVII
本発明の表示素子の対向電極間の構成層について、更に説明する。
【０１３３】
本発明の表示素子に係る構成層として、正孔輸送材料を含む構成層を設けることができる。正孔輸送材料として、例えば、芳香族アミン類、トリフェニレン誘導体類、オリゴチオフェン化合物、ポリピロール類、ポリアセチレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリトルイジン誘導体、ＣｕＩ、ＣｕＳＣＮ、ＣｕＩｎＳｅ2、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ、ＣｕＧａＳｅ2、Ｃｕ2Ｏ、ＣｕＳ、ＣｕＧａＳ2、ＣｕＩｎＳ2、ＣｕＡｌＳｅ2、ＧａＰ、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＦｅＯ、Ｂｉ2Ｏ3、ＭｏＯ2、Ｃｒ2Ｏ3等を挙げることができる。
【０１３４】
〔白色散乱層〕
本発明の電気化学素子用電極を表示素子に適用した場合、電解質中に、電解質溶媒に実質的に溶解しない白色散乱物質を混入するか、あるいは炭素電極より閲覧側に、白色散乱物質を含む多孔質白色散乱層を形成することが必要となる。
【０１３５】
このような白色散乱物質として、例えば、二酸化チタン（アナターゼ型あるいはルチル型）、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、アルカリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオライト、酸性白土、ガラスなど、有機化合物としてポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ポリアミド樹脂などが単体または複合混合で、または粒子中に屈折率を変化させるボイドを有する状態で使用されてもよい。
【０１３６】
本発明においては、上記白色粒子の中でも、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛が好ましく用いられる。また、無機酸化物（Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＯ（ＯＨ）、ＳｉＯ2等）で表面処理した二酸化チタン、これらの表面処理に加えて、トリメチロールエタン、トリエタノールアミン酢酸塩、トリメチルシクロシラン等の有機物処理を施した二酸化チタンを用いることができる。
【０１３７】
これらの白色粒子のうち、高温時の着色防止、屈折率に起因する素子の反射率の観点から、酸化チタンまたは酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
【０１３８】
また、多孔質白色散乱層を形成する場合、電解質中に実質的に溶解しない水溶性高分子と、上記白色散乱物質との水混和物を塗布、乾燥して形成することができる。
【０１３９】
本発明に係る電解質溶媒に実質的に溶解しない水溶性高分子としては、ゼラチン、ゼラチン誘導体等の蛋白質またはセルロース誘導体、澱粉、アラビアゴム、デキストラン、プルラン、カラギーナン等の多糖類のような天然化合物や、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリルアミド重合体やそれらの誘導体等の合成高分子化合物が挙げられる。ゼラチン誘導体としては、アセチル化ゼラチン、フタル化ゼラチン、ポリビニルアルコール誘導体としては、末端アルキル器変性ポリビニルアルコール、末端メルカプト基変性ポリビニルアルコール、セルロース誘導体としては、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。更に、リサーチ・ディスクロージャー及び特開昭６４−１３５４６号の（７１）頁〜（７５）頁に記載されたもの、また、米国特許第４，９６０，６８１号、特開昭６２−２４５２６０号等に記載の高吸水性ポリマー、すなわち−ＣＯＯＭまたは−ＳＯ3Ｍ（Ｍは水素原子またはアルカリ金属）を有するビニルモノマーの単独重合体またはこのビニルモノマー同士もしくは他のビニルモノマー（例えばメタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸アンモニウム、アクリル酸カリウム等）との共重合体も使用される。これらのバインダーは２種以上組み合わせて用いることもできる。
【０１４０】
本発明においては、ゼラチン及びゼラチン誘導体、または、ポリビニルアルコールもしくはその誘導体を好ましく用いることができる。
【０１４１】
本発明でいう電解質溶媒に実質的に溶解しないとは、−２０℃から１２０℃の温度において、電解質溶媒１ｋｇあたりの溶解量が０ｇ以上、１０ｇ以下である状態と定義し、重量測定法、液体クロマトグラムやガスクロマトグラムによる成分定量法等の公知の方法により溶解量を求めることができる。
【０１４２】
本発明に係る水溶性高分子と白色顔料との水混和物は、公知の分散方法に従って白色顔料が水中分散された形態が好ましい。水溶性高分子／白色顔料の混合比は、容積比で１〜０．０１が好ましく、より好ましくは、０．３〜０．０５の範囲である。
【０１４３】
本発明に係る水溶性高分子と白色顔料との水混和物を塗布する媒体は、表示素子の対向電極間の構成要素上であればいずれの位置でもよいが、対向電極の少なくとも１方の電極面上に付与することが好ましい。媒体への付与の方法としては、例えば、塗布方式、液噴霧方式、気相を介する噴霧方式として、圧電素子の振動を利用して液滴を飛翔させる方式、例えば、ピエゾ方式のインクジェットヘッドや、突沸を利用したサーマルヘッドを用いて液滴を飛翔させるバブルジェット（登録商標）方式のインクジェットヘッド、また空気圧や液圧により液を噴霧するスプレー方式等が挙げられる。
【０１４４】
塗布方式としては、公知の塗布方式より適宜選択することができ、例えば、エアードクターコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、リバースローラーコーター、トランスファーローラーコーター、カーテンコーター、ダブルローラーコーター、スライドホッパーコーター、グラビアコーター、キスロールコーター、ビードコーター、キャストコーター、スプレイコーター、カレンダーコーター、押し出しコーター等が挙げられる。
【０１４５】
媒体上に付与した水溶性高分子と白色顔料との水混和物の乾燥は、水を蒸発できる方法であればいかなる方法であってもよい。例えば、熱源からの加熱、赤外光を用いた加熱法、電磁誘導による加熱法等が挙げられる。また、水蒸発は減圧下で行ってもよい。
【０１４６】
本発明の表示素子では、上記説明した水混和物を塗布乾燥中または乾燥後に、硬化剤により水溶性高分子の硬化反応を行うことが好ましい。
【０１４７】
本発明で用いられる硬膜剤の例としては、例えば、米国特許第４，６７８，７３９号の第４１欄、同第４，７９１，０４２号、特開昭５９−１１６６５５号、同６２−２４５２６１号、同６１−１８９４２号、同６１−２４９０５４号、同６１−２４５１５３号、特開平４−２１８０４４号等に記載の硬膜剤が挙げられる。より具体的には、アルデヒド系硬膜剤（ホルムアルデヒド等）、アジリジン系硬膜剤、エポキシ系硬膜剤、ビニルスルホン系硬膜剤（Ｎ，Ｎ′−エチレン−ビス（ビニルスルホニルアセタミド）エタン等）、Ｎ−メチロール系硬膜剤（ジメチロール尿素等）、ほう酸、メタほう酸あるいは高分子硬膜剤（特開昭６２−２３４１５７号等に記載の化合物）が挙げられる。水溶性高分子としてゼラチンを用いる場合は、硬膜剤の中で、ビニルスルホン型硬膜剤やクロロトリアジン型硬膜剤を単独または併用して使用することが好ましい。また、ポリビニルアルコールを用いる場合はホウ酸やメタホウ酸等の含ホウ素化合物の使用が好ましい。
【０１４８】
これらの硬膜剤は、水溶性高分子１ｇ当たり０．００１〜１ｇ、好ましくは０．００５〜０．５ｇが用いられる。
【０１４９】
〔非炭素系電極〕
本発明の表示素子においては、本発明に係る炭素電極層と基板との間に、非炭素系電極が炭素電極と接した状態で存在している構成をとることができる。すなわち、炭素電極が電解質に接触することが好ましいので、非炭素系電極は炭素電極層より基板側に位置し、更に電極間の電子移動効率を阻害しないために、炭素電極層と非炭素系電極は接触していることが好ましい。
【０１５０】
非炭素系電極の構成材料としては、例えば、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、アルミニウムなどの金属の他、シリコン、アモルファスシリコンなどの半導体、ビスマス−シリコン−オキサイド、酸化チタン、酸化亜鉛、インジウム−スズ−酸化物、インジウム−亜鉛−酸化物、フッ素ドープ酸化スズなどの金属酸化物を用いることができる。また、これらは混合して用いてもよい。
【０１５１】
このような電極を形成する方法として、めっき法、スパッタ法などの他、これら電極形成材料の微粒子をバインダーと混合し、ペースト状にして塗布する方法も可能である。
【０１５２】
〔基板〕
本発明で用いることのできる基板としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート類、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンジナフタレンジカルボキシラート、ポリエチレンナフタレート類、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアセタール類、ポリスチレン等の合成プラスチックフィルムも好ましく使用できる。また、シンジオタクチック構造ポリスチレン類も好ましい。これらは、例えば、特開昭６２−１１７７０８号、特開平１−４６９１２号、同１−１７８５０５号の各公報に記載されている方法により得ることができる。更に、ステンレス等の金属製基盤や、バライタ紙、及びレジンコート紙等の紙支持体ならびに上記プラスチックフィルムに反射層を設けた支持体、特開昭６２−２５３１９５号（２９〜３１頁）に支持体として記載されたものが挙げられる。ＲＤＮｏ．１７６４３の２８頁、同Ｎｏ．１８７１６の６４７頁右欄から６４８頁左欄及び同Ｎｏ．３０７１０５の８７９頁に記載されたものも好ましく使用できる。これらの支持体には、米国特許第４，１４１，７３５号のようにＴｇ以下の熱処理を施すことで、巻き癖をつきにくくしたものを用いることができる。また、これらの支持体表面を支持体と他の構成層との接着の向上を目的に表面処理を行っても良い。本発明では、グロー放電処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理を表面処理として用いることができる。更に公知技術第５号（１９９１年３月２２日アズテック有限会社発行）の４４〜１４９頁に記載の支持体を用いることもできる。更にＲＤＮｏ．３０８１１９の１００９頁やプロダクト・ライセシング・インデックス、第９２巻Ｐ１０８の「Ｓｕｐｐｏｒｔｓ」の項に記載されているものが挙げられる。その他に、ガラス基板や、ガラスを練りこんだエポキシ樹脂を用いることができる。
【０１５３】
〔透明電極〕
また、本発明の表示素子では、対向電極の少なくとも１種が透明電極であることが好ましい。透明電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛等が挙げられる。
【０１５４】
電極をこのように形成するには、例えば、基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等でマスク蒸着するか、ＩＴＯ膜を全面形成した後、フォトリソグラフィ法でパターニングすればよい。表面抵抗値としては、１００Ω／□以下が好ましく、１０Ω／□以下がより好ましい。透明電極の厚みは特に制限はないが、０．１〜２０μｍであるのが一般的である。
【０１５５】
〔表示素子のその他の構成要素〕
本発明の表示素子では、必要に応じて、シール剤、柱状構造物、スペーサー粒子を用いることができる。
【０１５６】
シール剤は電解質が外に漏れないように封入するためのものであり封止剤とも呼ばれ、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の硬化タイプを用いることができる。
【０１５７】
柱状構造物は、基板間の強い自己保持性（強度）を付与し、例えば、格子配列等の所定のパターンに一定の間隔で配列された、円柱状体、四角柱状体、楕円柱状体、台形柱状体等の柱状構造物を挙げることができる。また、所定間隔で配置されたストライプ状のものでもよい。この柱状構造物はランダムな配列ではなく、等間隔な配列、間隔が徐々に変化する配列、所定の配置パターンが一定の周期で繰り返される配列等、基板の間隔を適切に保持でき、且つ、画像表示を妨げないように考慮された配列であることが好ましい。柱状構造物は表示素子の表示領域に占める面積の割合が１〜４０％であれば、表示素子として実用上十分な強度が得られる。
【０１５８】
一対の基板間には、該基板間のギャップを均一に保持するためのスペーサーが設けられていてもよい。このスペーサーとしては、樹脂製または無機酸化物製の球体を例示できる。また、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングしてある固着スペーサーも好適に用いられる。基板間のギャップを均一に保持するために柱状構造物のみを設けてもよいが、スペーサー及び柱状構造物をいずれも設けてもよいし、柱状構造物に代えて、スペーサーのみをスペース保持部材として使用してもよい。スペーサーの直径は柱状構造物を形成する場合はその高さ以下、好ましくは当該高さに等しい。柱状構造物を形成しない場合はスペーサーの直径がセルギャップの厚みに相当する。
【０１５９】
〔スクリーン印刷〕
本発明においては、シール剤、柱状構造物、電極パターン等をスクリーン印刷法で形成することもできる。スクリーン印刷法は、所定のパターンが形成されたスクリーンを基板の電極面上に被せ、スクリーン上に印刷材料（柱状構造物形成のための組成物、例えば、光硬化性樹脂など）を載せる。そして、スキージを所定の圧力、角度、速度で移動させる。これによって、印刷材料がスクリーンのパターンを介して該基板上に転写される。次に、転写された材料を加熱硬化、乾燥させる。スクリーン印刷法で柱状構造物を形成する場合、樹脂材料は光硬化性樹脂に限られず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂も使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩素化ポリエーテル樹脂等が挙げられる。樹脂材料は樹脂を適当な溶剤に溶解するなどしてペースト状にして用いることが望ましい。
【０１６０】
以上のようにして柱状構造物等を基板上に形成した後は、所望によりスペーサーを少なくとも一方の基板上に付与し、一対の基板を電極形成面を対向させて重ね合わせ、空セルを形成する。重ね合わせた一対の基板を両側から加圧しながら加熱することにより、貼り合わせて、表示セルが得られる。表示素子とするには、基板間に電解質組成物を真空注入法等によって注入すればよい。あるいは、基板を貼り合わせる際に、一方の基板に電解質組成物を滴下しておき、基板の貼り合わせと同時に液晶組成物を封入するようにしてもよい。
【０１６１】
〔表示素子駆動方法〕
本発明の表示素子においては、析出過電圧以上の電圧印加で黒化銀を析出させ、析出過電圧以下の電圧印加で黒化銀の析出を継続させる駆動操作を行うことが好ましい。この駆動操作を行うことにより、書き込みエネルギーの低下や、駆動回路負荷の低減や、画面としての書き込み速度を向上させることができる。一般に電気化学分野の電極反応において過電圧が存在することは公知である。例えば、過電圧については「電子移動の化学−電気化学入門」（１９９６年  朝倉書店刊）の１２１ページに詳しい解説がある。本発明の表示素子も電極と電解質中の銀との電極反応と見なすことができるので、銀溶解析出においても過電圧が存在することは容易に理解できる。過電圧の大きさは交換電流密度が支配するので、本発明のように黒化銀が生成した後に析出過電圧以下の電圧印加で黒化銀の析出を継続できるということは、黒化銀表面の方が余分な電気エネルギーが少なく容易に電子注入が行えると推定される。
【０１６２】
本発明の表示素子の駆動操作は、単純マトリックス駆動であっても、アクティブマトリック駆動であってもよい。本発明でいう単純マトリックス駆動とは、複数の正極を含む正極ラインと複数の負極を含む負極ラインとが対向する形で互いのラインが垂直方向に交差した回路に、順次電流を印加する駆動方法のことを言う。単純マトリックス駆動を用いることにより、回路構成や駆動ＩＣを簡略化でき安価に製造できるメリットがある。アクティブマトリックス駆動は、走査線、データライン、電流供給ラインが碁盤目状に形成され、各碁盤目に設けられたＴＦＴ回路により駆動させる方式である。画素毎にスイッチングが行えるので、階調やメモリー機能などのメリットがあり、例えば、特開２００４−２９３２７号の図５に記載されている回路を用いることができる。
【０１６３】
〔表示素子の商品適用〕
本発明の表示素子は、電子書籍分野、ＩＤカード関連分野、公共関連分野、交通関連分野、放送関連分野、決済関連分野、流通物流関連分野等の用いることができる。具体的には、ドア用のキー、学生証、社員証、各種会員カード、コンビニストアー用カード、デパート用カード、自動販売機用カード、ガソリンステーション用カード、地下鉄や鉄道用のカード、バスカード、キャッシュカード、クレジットカード、ハイウェイカード、運転免許証、病院の診察カード、電子カルテ、健康保険証、住民基本台帳、パスポート、電子ブック等が挙げられる。
【０１６４】
〔電気化学素子用電極の電気化学キャパシタへの適用〕
電気化学キャパシタは、電極、集電体、セパレータを備えるとともに、キャパシタに通常用いられるケース、ガスケットなどを有する構成からなり、電極のうち正極と負極の少なくとも一方に、本発明の電気化学素子用電極（分極性電極）を適用することが好ましい。また、電解液は、電極及びセパレータに含浸される。
【０１６５】
電気化学素子用電極（分極性電極）は、本発明に係る酸化還元反応基を有する炭素素材、導電剤及びバインダー物質から構成される。該電極は、従来より知られている方法によって成形することが可能である。たとえば、本発明に係る酸化還元反応基を有する炭素素材とアセチレンブラックとの混合物に、ポリテトラフルオロエチレンを添加し、混合した後プレス成形して得られる。また、本発明に係る酸化還元反応基を有する炭素素材とピッチ、タール、フェノール樹脂などのバインダー物質を混合して成形した後、不活性雰囲気下で熱処理して焼結体が得られる。あるいは、導電剤やバインダーを用いず、本発明に係る酸化還元反応基を有する炭素素材のみを焼結して分極性電極とすることも可能である。電極の形状は、基材表面の薄い塗布膜、シート状または板状の成形体、及び複合物からなる板状成形体のいずれであってもよい。
【０１６６】
該電極に用いられる導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックのようなカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛、炭素繊維などの炭素系導電剤；酸化ルテニウム、酸化チタンなどの金属酸化物；ならびにアルミニウム、ニッケルなどの金属繊維が好ましく、１種または２種以上を用いることができる。少量で効果的に導電性が向上し、扱いやすい点で、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックが特に好ましい。
【０１６７】
バインダー物質としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリイミド、フェノール樹脂が好ましく、１種または２種以上を用いることができる。
【０１６８】
集電体は、電気化学的および化学的に耐腐食性のものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、正極集電体としてはステンレス、アルミニウム、チタン、タンタルなど；負極集電体としては、ステンレス、アルミニウム、ニッケルおよび銅などが好適に使用される。
【０１６９】
セパレータは、厚さが薄く、電子絶縁性およびイオン通過性の高い材料が好ましく、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの不織布、またはビスコースレーヨンや天然セルロースの抄紙等が好適に使用される。
【０１７０】
電気化学キャパシタに用いられる電解質としては、特に制限はなく、支持塩を有機溶媒に溶解させたものを用いることができ、支持塩としては、例えば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボーレイト、トリエチルメチルアンモニウムフルオロボーレイト、（Ｃ2Ｈ5）4ＰＢＦ4、（Ｃ3Ｈ7）4ＰＢＦ4、（Ｃ2Ｈ5）4ＰＢＦ6、（Ｃ2Ｈ5）4ＰＣＦ3ＳＯ4、（Ｃ2Ｈ5）4ＮＰＦ6、ＬｉＣＩＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2等を用いることができる。また、有機溶媒としては、例えば、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類等が用いられ、具体的には、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、２メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２エトキシエタン、１，２ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、アルキル−１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、１，３ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル．酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル、無水マレイン酸、スルホラン、３−メチルスルホラン等を挙げることができる。
【０１７１】
〔電気化学素子用電極のリチウムイオン電池への適用〕
本発明の電気化学素子用電極は、リチウムイオン電池（非水系電解質二次電池）用の電極として用いることができる。
【０１７２】
リチウムイオン電池は、例えば、特開２００４−３０９９１号公報の図１に記載のように、有底円筒状の外装缶を有し、外装缶内に、アルミニウムから成る芯体にＬｉＣｏＯ2を主体とする活物質層が形成された正極と、銅から成る芯体に黒鉛を主体とする活物質層が形成された負極と、これら両電極を離間するセパレータとから成る渦巻き状の電極体が収納されている。この様な構成からなるリチウムイオン電池において、負極として本発明に係る電気化学素子用電極を適用することができる。
【０１７３】
更に、外装缶内には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とが質量比で４：６の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰＦ6が１モル／リットルの割合で溶解された電解液が注入されている。また、上記外装缶の開口部には、ポリプロピレン（ＰＰ）から成る絶縁性の外部ガスケットを介して、封口体がかしめ固定されており、封口体により電池が密閉される。
【０１７４】
前記外装缶には、負極と電気的に接続された負極集電タブが接続される一方、前記封口体の封止板には正極集電タブが接続され、これにより、電池内で生じる化学的エネルギーを電気的エネルギーとして外部に取り出すことができる。更に前記電極体の上下両端部近傍には、電池内でのショートを防止するための絶縁板が配置されている。
【０１７５】
上記電解液には、シクロアルキルベンゼン誘導体と、ベンゼン環に直接結合する第４級炭素を有し、且つベンゼン環に直接結合するシクロアルキル基を有さないアルキルベンゼン誘導体とが添加されている。
【０１７６】
正極材料としては、リチウム含有遷移金属複合酸化物が単独で、あるいは二種以上を混合して用いることができる。具体例として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、鉄酸リチウム、またはこれらの酸化物に含まれる遷移金属の一部を他の元素で置換した酸化物等が使用できる。
【０１７７】
また、電解液に用いる非水溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等のリチウム塩の溶解度が高い高誘電率溶媒と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、アニソール、１，４−ジオキサン、４−メチル−２−ペンタノン、シクロヘキサノン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジメチルホルムアミド、スルホラン、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸エチル等の低粘性溶媒とを混合して用いることができる。また、高誘電率溶媒、低粘性溶媒がそれぞれ二種以上の混合溶媒であってもよい。
【０１７８】
また、電解質塩としては、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4等を単独で、あるいは２種以上混合して使用することができる。
【実施例】
【０１７９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
【０１８０】
実施例１
《電極の作製》
〔非表示側電極の作製〕
（非表示側電極１の作製）
厚さ１．５ｍｍで２ｃｍ×４ｃｍのガラス基板上に、公知の方法を用いて電極厚み０．８μｍ、ピッチ１４５μｍ、電極間隔１３０μｍの銀−パラジウム電極を形成し、これを非表示側電極１とした。
【０１８１】
（非表示側電極２の作製）
炭素素材骨格としてカーボンブラックと、酸化還元反応基を有する化合物として１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート（例示化合物５−２２）とを、有機溶媒中で混合、反応させた後、１５０℃の真空中で乾燥させ、カーボンブラックと１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェートがエチレン基で結合した酸化還元反応基を有する炭素素材１を得た。
【０１８２】
次いで、２ｃｍ×４ｃｍサイズのガラス（ガラス厚み１．５ｍｍ）表面に公知の方法でＩＴＯをピッチ１４５μｍ、電極幅１３０μｍのパターン、厚み８００ｎｍになるように形成し、そのパターン化されたＩＴＯ上に、上記酸化還元反応基を有する炭素素材１をスパッタ法で厚み５００ｎｍになるように形成、必要電極開口部以外の部分はＳｉＯ2絶縁膜を厚み５００ｎｍになるように形成して、非表示側電極２を作製した。
【０１８３】
（非表示側電極３の作製）
上記非表示側電極２の作製で用いた酸化還元反応基を有する炭素素材１の調製において、炭素素材骨格としてカーボンブラックに代えて、カーボングラファイトを用いた以外は同様にして、酸化還元反応基を有する炭素素材２を作製した。
【０１８４】
上記非表示側電極２の作製において、酸化還元反応基を有する炭素素材１に代えて、酸化還元反応基を有する炭素素材２を用いた以外は同様にして、非表示側電極３を作製した。
【０１８５】
（非表示側電極４の作製）
上記非表示側電極２の作製で用いた酸化還元反応基を有する炭素素材１の調製において、炭素素材骨格としてカーボンブラックに代えて、黒鉛を用いた以外は同様にして、酸化還元反応基を有する炭素素材３を作製した。
【０１８６】
上記非表示側電極２の作製において、酸化還元反応基を有する炭素素材１に代えて、酸化還元反応基を有する炭素素材３を用いた以外は同様にして、非表示側電極４を作製した。
【０１８７】
（非表示側電極５の作製）
上記非表示側電極２の作製で用いた酸化還元反応基を有する炭素素材１の調製において、１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート（例示化合物５−２２）に代えて、１−（２，６−ジメチルフェニル）−４，４′−ビピリジニウム  ジクロライド（例示化合物５−１６）を用いた以外は同様にして、酸化還元反応基を有する炭素素材４を作製した。
【０１８８】
上記非表示側電極２の作製において、酸化還元反応基を有する炭素素材１に代えて、酸化還元反応基を有する炭素素材４を用いた以外は同様にして、非表示側電極４を作製した。
【０１８９】
（非表示側電極６の作製）
上記非表示側電極２の作製で用いた酸化還元反応基を有する炭素素材１の調製において、１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート（例示化合物５−２２）に代えて、下記化合物１を用いた以外は同様にして、酸化還元反応基を有する炭素素材５を作製した。
【０１９０】
上記非表示側電極２の作製において、酸化還元反応基を有する炭素素材１に代えて、酸化還元反応基を有する炭素素材５を用いた以外は同様にして、非表示側電極５を作製した。
【０１９１】
【化１５】
2008233158.tif 000017
【０１９２】
（非表示側電極７の作製）
上記非表示側電極２の作製で用いた酸化還元反応基を有する炭素素材１の調製において、１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート（例示化合物５−２２）に代えて、下記化合物２を用いた以外は同様にして、酸化還元反応基を有する炭素素材６を作製した。
【０１９３】
上記非表示側電極２の作製において、酸化還元反応基を有する炭素素材１に代えて、酸化還元反応基を有する炭素素材６を用いた以外は同様にして、非表示側電極７を作製した。
【０１９４】
【化１６】
2008233158.tif 000018
【０１９５】
〔表示側電極１の作製〕
厚さ１．５ｍｍで１０ｃｍ×１０ｃｍのガラス基板上に、ピッチ１４５μｍ、電極幅１３０μｍのＩＴＯ膜を公知の方法に従って形成して、透明電極（表示側電極１）を得た。
【０１９６】
《電解質液の調製》
〔電解質液１の調製〕
γブチロラクトン２．５ｇの混合溶媒に、トシル酸銀を７５ｍｇと化合物８−１２をトシル酸銀に対してモル比で等量加えて、溶解、混合し、電解質液１を得た。
【０１９７】
〔電解質液２の調製〕
上記電解質液１の調製において、更に例示化合物７−２を５０ｍｇ添加した以外は同様にして、電解質液２を調製した。
【０１９８】
《白色分散液の調製》
ポリビニルアルコール（重量平均分子量３，０００）２％を含む水溶液中に、酸化チタン２０％を超音波分散機で分散させて白色分散液１を得た。
【０１９９】
《表示素子の作製》
〔表示素子１の作製〕
上記非表示側電極１の銀−パラジウム電極上に、上記白色分散液をブレードコーターで塗布して、８０℃で３分間乾燥、膜厚３０μｍの白色散乱層を形成した。
【０２００】
次いで、表示側電極１のＩＴＯ側を白色散乱層面側となるようにして、非表示側電極１と重ねて、端部をシール材で貼り合わせた後、加熱加圧して空セルを作製した。該空セルに上記電解質液１を真空注入し、注入口をエポキシ系の紫外線硬化樹脂にて封止し、表示素子１を作製した。
【０２０１】
〔表示素子２〜７の作製〕
上記表示素子１の作製において、非表示側電極１に代えて、非表示側電極２〜７をそれぞれ用いた以外は同様にして、表示素子２〜７を作製した。
【０２０２】
〔表示素子８の作製〕
上記表示素子２の作製において、電解質液１に代えて、電解質液２を用いた以外は同様にして、表示素子８を作製した。
【０２０３】
《表示素子の評価》
上記作製した各表示素子について、下記の評価を行った。
【０２０４】
（表示速度の評価）
上記作製した各表示素子に１．５Ｖの電圧を３秒間印加して白色を表示させた後に、−１．５Ｖの電圧を０．５秒間印加させてグレーを表示させ、５５０ｎｍでの反射率をコニカミノルタセンシング社製の分光測色計ＣＭ−３７００ｄで測定した。測定した反射率をＲGrayとし、ＲGrayを表示速度の指標とした。ここでは、ＲGrayが低いほど表示速度が速いとする。
【０２０５】
（繰り返し耐久性の評価）
上記作製した表示素子について、下記の方法に従って繰り返し耐久性の評価を行った。
【０２０６】
各表示素子に対して、コニカミノルタセンシング社製分光測色計ＣＭ−３７００ｄの５５０ｎｍの反射率が１０％となる様な駆動条件を求めた後、該駆動条件で白化−黒化を１０００回駆動させた。
【０２０７】
その後再度黒化させ、３００画素四方の黒化像をＣＣＤカメラにて撮像し、電極幅が３／４以下になっている（断線も含む）ストライブ電極の本数を数えた。評価値と劣化本数は、１０は劣化なし、９は１〜５本、８は６〜１０本、７は１１〜１５本、６は１６〜２０本、５は２１〜２５本、４は２６〜３０本、３は３１〜３５本、２は３６〜４０本、１は４１本以上とし、評価値が高いほど電極耐久性が優れていることを示す。
【０２０８】
以上により得られた結果を、表１に示す。
【０２０９】
【表１】
2008233158.tif 000019
【０２１０】
表１に記載の結果より明らかなように、酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極を用いた本発明の表示素子は、比較例に対し、高い表示速度を有すると共に、繰り返し耐久性に優れていることが分かる。
【０２１１】
実施例２
《電気化学キャパシタの作製》
〔電気化学キャパシタ１の作製〕
やしがらを炭化した炭素質物質を水蒸気賦活処理して得られた活性炭粉末（比表面積１，７００ｍ2／ｇ、平均粒径１０μｍ）８０質量％、アセチレンブラック１０質量％、ポリテトラフルオロエチレン１０質量％からなる混合物を混練した後、５ＭＰａの圧力で加圧成形して、直径１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円板状の成形体を作製し、これを分極性電極１とした。この成形操作を繰り返して、同一の組成および形状を有する分極性電極をさらに１枚得た。得られた成形体を、１３．３Ｐａ以下の真空中、３００℃で３時間乾燥した後、窒素ガス雰囲気のグローブボックス中へ移動した。放冷後、２枚の分極性電極（活性炭成形体）へ、プロピレンカーボネートに、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウムを濃度が１ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解して調製した電解液を減圧下で含浸させた。次いで、この電解液を含浸させたこれら２枚の分極性電極の間にポリエチレン製セパレータを挟み、ステンレス製ケース内に、ポリプロピレン製ガスケットを介して封じ込めることにより、電気化学キャパシタ１を作製した。
【０２１２】
〔電気化学キャパシタ２の作製〕
上記電気化学キャパシタ１の作製において、分極性電極１に代えて、炭素素材骨格としてカーボンブラックと、酸化還元反応基を有する化合物として１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート（例示化合物５−２２）から合成した酸化還元反応基を有する炭素素材１を用いた以外は同様にして、電気化学キャパシタ２を作製した。
【０２１３】
〔電気化学キャパシタ３の作製〕
上記電気化学キャパシタ１の作製において、分極性電極１に代えて、炭素素材骨格としてカーボンブラックと、酸化還元反応基を有する化合物１（実施例１に記載）から合成した酸化還元反応基を有する炭素素材２を用いた以外は同様にして、電気化学キャパシタ３を作製した。
【０２１４】
〔電気化学キャパシタ４の作製〕
上記電気化学キャパシタ１の作製において、分極性電極１に代えて、炭素素材骨格としてカーボンブラックと、酸化還元反応基を有する化合物２（実施例１に記載）から合成した酸化還元反応基を有する炭素素材３を用いた以外は同様にして、電気化学キャパシタ４を作製した。
【０２１５】
《電気化学キャパシタの評価》
〔内部抵抗の測定〕
得られた各電気化学キャパシタの初期の内部抵抗を周波数１ｋＨｚで交流二端子法により測定した。
【０２１６】
電気化学キャパシタの耐久性評価としては、２．８Ｖの電圧を印加しながら、７０℃で１０００時間保持した後、内部抵抗を電気化学キャパシタの内部抵抗を周波数１ｋＨｚで交流二端子法により測定し、その値から初期の値を差し引いた値を初期の内部抵抗値で除した内部抵抗変化率を求めた。
【０２１７】
〔残存電圧の測定〕
得られた各電気化学キャパシタに、２５℃で２．３Ｖの電圧を印可して充電した後、２５℃で２４時間放置した。その後、この電気化学キャパシタの端子間電圧を測定した。この測定で得られた端子間電圧を残存電圧とした。通常、残存電圧の低いものほど耐電圧が低いと見なされる。
【０２１８】
以上の評価を行った結果、本発明の電気化学キャパシタ２〜４は、比較例に対し、内部抵抗が低く、かつ残存電圧も高い結果を得ることができた。
【０２１９】
実施例３
《リチウムイオン電池の作製》
〔リチウムイオン電池１の作製〕
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）からなる正極活物質を９２質量部と、アセチレンブラックからなる炭素系導電剤を５質量部と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）からなる結着剤を３質量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とを混合し、活物質スラリーとした。
【０２２０】
この活物質スラリーを、ドクターブレードにより厚み２０μｍのアルミニウム箔からなる正極芯体の両面に均一に塗布した後、乾燥機中を通過させて乾燥した。この乾燥により、スラリー調製時に用いた有機溶媒（ＮＭＰ）を除去した。次いで、この極板を厚みが０．１７ｍｍになるようにロールプレス機により圧延して正極１を作製した。
【０２２１】
黒鉛からなる負極活物質を９５質量部と、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）からなる結着剤を５質量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とを混合し、活物質スラリーとした。この活物質スラリーを、ドクターブレードにより厚み２０μｍの銅箔からなる負極芯体の両面に均一に塗布した後、乾燥機中を通過させて乾燥させ、有機溶媒（ＮＭＰ）を除去した。次いで、この極板を厚みが０．１４ｍｍになるようにロールプレス機により圧延して、負極２を作製した。
【０２２２】
一方、エチレンカーボネート（ＥＣ）の４０質量部とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の６０質量部とを混合した混合溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ6を１モル／リットルとなるよう溶解し、これにシクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）を１質量部、ｔｅｒｔ−アミルベンゼン（ｔ−ＡＢ）を２質量部添加し、電解液を調製した。
【０２２３】
次に、上記正極１と負極２とをポリエチレン製微多孔膜から成るセパレータ（厚み：２５μｍ）を介して巻回して電極体を作製した後、この電極体を絶縁板と共に外装缶内に挿入し、更に負極集電タブを外装缶の缶底に溶接した。
【０２２４】
その後、防爆弁、ＰＴＣ素子及び端子キャップを、内部ガスケットを介して封止板にかしめ固定して、封口体内部を封止した。次いで、正極集電タブを封口板に溶接すると共に、上記のように作製した電解液を外装缶内に注入した後、外部ガスケットを介して、封口板を外装缶の開口端部にかしめ固定することにより、公称容量１５００ｍＡｈであるリチウムイオン電池１を作製した。
【０２２５】
〔リチウムイオン電池２の作製〕
上記リチウムイオン電池１の作製において、負極２に代えて、炭素素材骨格としてカーボンブラックと、酸化還元反応基を有する化合物として１−ホスホノエチル−４，４′−ビピリジニウム  ビス−ヘキサフルオロフォスフェート（例示化合物５−２２）から合成した酸化還元反応基を有する炭素素材１を厚み２０μｍの銅箔からなる負極芯体の両面に均一に塗布して、負極３を作製し、この負極３を用いた以外は同様にして、リチウムイオン電池２を作製した。
【０２２６】
〔リチウムイオン電池３の作製〕
上記リチウムイオン電池１の作製において、負極２に代えて、炭素素材骨格としてカーボンブラックと、酸化還元反応基を有する化合物１（実施例１に記載）から合成した酸化還元反応基を有する炭素素材２を厚み２０μｍの銅箔からなる負極芯体の両面に均一に塗布して、負極４を作製し、この負極４を用いた以外は同様にして、リチウムイオン電池３を作製した。
【０２２７】
〔リチウムイオン電池４の作製〕
上記リチウムイオン電池１の作製において、負極２に代えて、炭素素材骨格としてカーボンブラックと、酸化還元反応基を有する化合物２（実施例１に記載）から合成した酸化還元反応基を有する炭素素材３を厚み２０μｍの銅箔からなる負極芯体の両面に均一に塗布して、負極５を作製し、この負極５を用いた以外は同様にして、リチウムイオン電池４を作製した。
【０２２８】
《リチウムイオン電池の評価》
上記作製した各リチウムイオン電池について、０．２ＣｍＡのレートにて３回充放電を行って、３回目の放電容量の平均値（ｍＡｈ）と平均電圧（Ｖ）の積をエネルギー容量（Ｗｈ）とした。次いで、電池の寸法（体積）を計測し、上記エネルギー容量をこの電池の体積で除した値を体積エネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）として求めた結果、本発明の酸化還元反応基を有する炭素素材を含む電極を用いたリチウムイオン電池２〜４は、比較例に対し高い体積エネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）であることを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
【図１】本発明の表示素子の原理を説明する概念図である。
【符号の説明】
【０２３０】
１  表示素子
２  透明電極
３  対向電極
４  黒色画像（銀画像）
５  電解質
【図１】
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