電致變色材料

電致變色器件（electrochromic device, ECD）近年來逐漸受到人們的重視，其特性是通過外加電壓來控制透射率的變化，並具有可逆性和記憶效應，可調節控制不同頻率電磁輻射的入射量，達到濾光、明暗控制與節能的目的，可應用於建築窗材與車用後視鏡等。

電致變色材料要求具有良好的離子和電子導電性、較高的對比度、變色效率、迴圈週期、寫/擦效率等電致變色性能。按其結構和電化學變色性能可以分為兩類：一類是無機電致變色材料，其光吸收變化是因離子和電子的雙注入/抽取引起，其性能優越穩定；另一類是有機電致變色材料，其光吸收變化來自氧化還原反應，因色彩豐富，易進行分子設計而受到青睞。

無機電致變色材料

無機電致變色材料多為過渡金屬或其衍生物。過渡金屬氧化物中金屬離子的電子層結構不穩定，在一定條件下價態發生可逆轉變，形成混合價態離子共存的狀態。隨離子價態和濃度的變化，顏色也發生變化。根據變色特性又可以分為三種：還原態著色材料、氧化態著色材料和氧化/還原態均著色材料，如下圖所示：

無機電致變色材料因具有化學穩定性好、與基板的粘附牢固、製備工藝簡單、抗輻射能力強、容易實現全固化等優點，目前仍是人們研究的重點；實用化前途最好的WO3是人們研究最多也是研究最為詳盡的材料。

有機電致變色材料

有機電致變色薄膜種類相對較多，同無機電致變色薄膜相比具有以下優點：成本低廉；迴圈可逆性好；光學性能好，顏色變換快；一般為多變色，即隨著氧化還原反應的進行，由一種顏色變為其它幾種顏色。但有機電致變色材料也存在化學穩定性不好，抗輻射能力差，與基板無機材料粘附不牢等缺點。按材料結構可將有機電致變色材料劃分為三類：氧化一還原型有機電致變色材料、導電聚合物有機電致變色材料和金屬有機鼇合物電致變色材料。

氧化還原型化合物

這類材料包括具有可逆電化學氧化還原性質、氧化態和還原態在不同可見光頻率下具有相當大的摩爾吸收係數（也可以其中之一對可見光不吸收）的有機化合物。一般來說，這類化合物由一定長度的共扼鍵（環）結構和給電子的雜原子兩部分組成，當中以雜原子化合物居多。

金屬有機鼇合物

過度金屬離子與多配位元基配體形成鼇合物時，金屬離子的ｄ軌道受配體的作用分裂成能級較低的t2g軌道和能級較高的eg軌道，這兩種軌道間的能級差（晶體場分裂能Δ）大都落在可見光能級範圍內，從而使金屬鼇合物呈現Δ的互補色。稀土鈦菁屬於此類化合物，它的結構式比較複雜，分子式可以縮寫為ReH(Pc)2。最引人注目的是鑥鈦菁LuH(Pc)2，它可以在外加電壓下由綠色氧化成紅色或還原為藍色和紫色。這種化合物的薄膜需通過真空方法製備，其特點是回應速度快，溫度範圍寬，但開關壽命不長。

導電聚合物

許多共扼聚合物被小分子攙雜後具有很高的導電性，摻雜劑種類和摻雜濃度除決定導電性外還支配顏色變化。如聚毗咯、聚唾吩、聚苯胺等這類材料是用於顯示器件最多的一類有機物，因為這些材料不僅是多變色材料（即隨氧化還原反應的進行，由一種顏色變到另一種顏色乃至多種顏色），而且可以通過電沉積和塗膜及噴灑等方法成膜，無須真空條件。