发光二极管（Light Emitting Diode）由于其具有节能、无汞污染、寿命长、响应速率快、体积小以及低能耗等一系列特性,而得到普遍关注。目前,白光LED的合成方式主要是荧光粉转换。蓝光LED芯片激发YAG:Ce³⁺黄色荧光粉是近年来最主流的合成方案。然而,由于其红光部分的缺失,而表现出显色指数偏低（CRI<75）,色温偏高（CCT>7750K）的缺陷,而且蓝光芯片和黄色荧光粉对白光的合成都具有主导作用。为了弥补上述不足,一种新型的制备方案应运而生,即用近紫外LED芯片+红、绿、蓝三基色荧光粉合成白光。这种方法可获得较好显色指数和可调节色温的白光。然而,由于红光和绿光部分对蓝光的再吸收,使获得的白色荧光粉的发光效率偏低。因此,为了提高发光效率我们对上述方案进行了改良,把三种基质材料用单一基质的荧光粉替换,通过近紫外光激发单一基质中不同发光中心间的能量传递合成白光。此方案得到的白光LED具有较高的显色指数和发光效率,良好的光度稳定性以及合成的白光质量只由荧光粉决定。然而,目前适合近紫外光LED激发的单一基质荧光粉还比较匮乏。因此,寻找合适的荧光粉合成高质量的白光LED成为时下工作的重点。本论文通过高温固相法得到单一基质的白色荧光粉Ca₃Y（PO₄）₃:Eu²⁺,Mn²⁺和Ca₃Y（PO₄）₃:Ce³⁺,Tb³⁺,Mn²⁺,以及初步对KBa YSi₂O₇:Eu²⁺发蓝光的荧光粉进行了研究。并对荧光粉的物相结构、发光性能、热稳定性、能量传递等进行了系统的研究,内容如下:1.研究了Eu²⁺/Mn²⁺共掺的单一基质白光LED荧光粉。首先采用高温固相法在CO还原气氛下合成Ca_3-x Y（PO₄）₃:x mol%Eu²⁺（1≤x≤10）和Ca2.97-y Y（PO4）3:3 mol%Eu²⁺,y mol%Mn²⁺（0≤y≤20）荧光粉,合成温度为1350℃,通过对样品的物相结构、光谱（漫反射光谱、激发发射光谱和温度光谱）以及荧光寿命的分析可知,Eu²⁺/Mn²⁺的引入并未改变基质Ca₃Y（PO₄）₃的晶体结构。通过漫反射光谱及拟合图可知,基质的带隙能Eg=5.05 e V,可以为Eu²⁺作为发光中心提供一个很好的带隙环境。用370nm的紫外光激发CYPO:Eu²⁺荧光粉,得到一个较强的绿色宽带,峰值为493nm,这归因于Eu²⁺离子5d到4f间的能级跃迁。随着Mn²⁺离子的掺杂CYPO:Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉的色坐标从绿色逐渐趋向于白色,这是由于从Eu²⁺到Mn²⁺离子间发生了有效的能量传递。电四极-电四极相互作用是Eu²⁺-Mn²⁺间能量传递的机理,其能量传递效率达到90%以上。在150℃时,CYPO:Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉的发光强度是常温下的52%,活化能为ΔE=0.166 e V,这表明CYPO:Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉有良好的热稳定性。以上分析表明,Ca_2.97-y Y（PO₄）₃:3 mol%Eu²⁺,y mol%Mn²⁺发光材料在合成白光LED方面拥有很大的潜能。2.在CO还原气氛下,采用高温固相法制备白光Ca_3-y Y_1-x-z（PO₄）₃:x mol%Ce³⁺,y mol%Tb³⁺,z mol%Mn²⁺（1≤x≤30,1≤y≤30,1≤z≤12）荧光粉。通过对合成样品的激发发射光谱,能量传递机理,和色坐标的分析表明,在324nm的紫外光激发下,样品既有属于Ce³⁺离子在383nm波长的发射峰(由Ce³⁺离子4f65d1-4f7间的电子跃迁产生),又有属于Tb³⁺的发射光谱(最强发射峰548nm是由于Tb³⁺离子的5D4-7F5间的电子跃迁),还有属于Mn²⁺的4T1-6A1能级跃迁产生的631nm波长的发射峰。电偶极-电偶极相互作用是Ce³⁺与Tb³⁺,Ce³⁺与Mn²⁺间的能量传递机理。通过对Ce³⁺,Tb³⁺和Mn²⁺离子间浓度的调节而合成白光,其色坐标为（0.35,0.32）。以上研究表明,用近紫外光激发单一基质Ca_3-y Y_1-x-z（PO₄）₃:x mol%Ce³⁺,y mol%Tb³⁺,z mol%Mn²⁺荧光粉在合成白光LED方面具有很大的研究价值。3.采用高温固相法于CO还原气氛下合成KBa_1-x YSi₂O₇:x mol%Eu²⁺（1≤x≤10）荧光粉,样品是在最佳温度1250℃下煅烧10个小时合成的。通过对样品物相结构分析可知,样品的衍射峰与通过Uwe Kolitsch等人对KBa YSi₂O₇晶体结构参数的分析而计算出的XRD标准模型完全一致,表明所合成的KBa YSi₂O₇:Eu²⁺荧光粉为纯相,而且随着Eu²⁺浓度的掺杂不会改变样品的晶体结构。在468nm波长监测下,得到一个宽的吸收带在250-450nm之间,这归因于Eu²⁺的4f7-4f65d1间的电子跃迁产生的。而且KBa YSi₂O₇:Eu²⁺样品的吸收光谱范围与紫外光范围相一致,表明KBa YSi₂O₇:Eu²⁺荧光粉能够被近紫外光有效激发。在342nm的紫外光激发下,样品展示出一个370nm-600nm的宽发射带,峰值为468nm,这是来自于Eu²⁺的4f65d1-4f7间的电子跃迁。Eu²⁺的最佳掺杂浓度为4 mol%。通过漫反射光谱及拟合图可知,基质的带隙能Eg=4.98 e V,表明基质材料可以为Eu²⁺作为发光中心提供一个良好的带隙环境。Eu²⁺间的能量传递机理是电偶极-电偶极之间的相互作用。根据温度光谱对样品热稳定性能的表征可知,样品的活化能ΔE=0.123 e V,表明样品KBa YSi₂O₇:Eu²⁺展示出良好的热稳定性。以上结果表明,在近紫外光激发单一基质荧光粉合成白光LED中,KBa_1-x YSi₂O₇:x mol%Eu²⁺荧光粉具有潜在的应用价值。