随着科学的进步，白光发光二极管（light emitting diode，简称LED）因其环保、节能、体积小、寿命长等优点被公认为第4代固体光源，广泛应用于屏幕显示、电子产品背光源和普通照明等领域。荧光粉转换法制备白光LED是一种成本低、综合性能好、易于实现的方法。目前，已商业化的白光LED是由蓝光氮化镓(GaN∶ In)芯片组合YAG∶ Ce3+黄色荧光粉所实现的，因其缺少红色成分致使显色指数不高。因此考虑用蓝光芯片配合红色和绿色荧光粉来得到需要的白光。为提高白光LED的显色指数和发光效率，需要改善现有荧光粉或开发可与蓝光或紫外芯片相匹配的绿色或红色荧光粉;其中，绿色荧光粉的研究相对较少。　　当前的绿色荧光粉主要包括硅酸锶、β-sialon、MSi2O2N2∶ Eu2+(M=Ca，Sr或Ba)和Lu3Al5O12∶Ce3+(镥铝石榴石，简写为LuAG∶Ce3+)4种。其中，硅酸锶的热稳定性和耐水性差，β-sialon造价昂贵，MSi2O2N2∶Eu2+制备条件严苛且蓝光吸收不强。Lu3Al5O12∶Ce3+荧光粉为石榴石结构，热稳定性好，量子效率高，450 nm吸收非常符合蓝光芯片的需求，在白光LED领域将具有可期的应用前景。因此，本研究选择Lu3Al5O12∶Ce3+荧光粉作为研究对象，用高温固相法对其进行制备，并对制备工艺进行优化。此外，本研究首次讨论所掺杂Ce3+和Er3+的浓度猝灭机制以及Ce3+、Er3+共掺时能量传递机制和效率，以期提高荧光粉的发光性能。　　本研究分为如下三个部分，各部分均采用高温固相法制备荧光粉:第一部分制备了Lu3Al5O12∶Ce3+荧光粉，研究其发光特性，并通过测试和理论计算得到Ce3+的最优掺杂浓度和浓度猝灭方式;第二部分制备了Lu2.95Al5O12∶0.050Ce3+荧光粉，研究了不同制备工艺对发光性能的影响，特别是助熔剂的添加量和种类对荧光粉晶体结构及发光性能的影响;第三部分制备了Lu3Al5O12∶Ce3+，Er3+荧光粉，研究Er3+作敏化剂对荧光粉发光性能的影响及Ce3+、Er3+之间能量传递的方式和效率。所获结论如下:　　一、用高温固相法成功制备了名义组成为Lu3-xAl5O12∶xCe3+(0.030≤x≤0.070)的绿色荧光粉，并研究了该荧光粉的晶相与发光性能。结果表明，掺杂激活离子Ce3+后，基质LuAG的晶相没有发生改变;该荧光粉激发光谱覆盖了300～500nm，峰值分别位于347 nm和445 nm处，峰形光滑平缓;发射光谱为450～650nm范围的单宽峰带，其峰值位于513 nm处;Ce3+的最优掺杂量为x=0.050; Ce3+在LuAG基质中浓度猝灭的方式是电偶极—电偶极相互作用。　　二、研究了名义组成为Lu2.95Al5O12∶0.050Ce3+的荧光粉，从研磨、热处理温度及助熔剂等方面优化了制备工艺。结果表明，加入适量的无水乙醇研磨1h并将热处理温度设置为1550℃时制得的荧光粉性能较好;助熔剂对荧光粉的晶相形成有促进作用，助熔剂BaF2、NaF、NH4Cl和H3BO3的最优掺杂量分别为3wt％、0.5 wt％、2wt％和4wt％;添加不同的助熔剂对荧光粉发光强度的增强幅度为BaF2＞NaF＞NH4Cl＞H3BO3＞未添加助熔剂;对于该荧光粉，最佳的助熔剂为BaF2，其最佳添加量为3wt％左右。　　三、用高温固相法成功制备了名义组成为Lu2.95-yAl5O12∶0.050Ce3+，yEr3+(0≤y≤0.060)的荧光粉，并研究该荧光粉的晶相与发光性能。结果表明，当引入Er3+共掺杂时，该荧光粉主晶体的结构没有发生改变;其激发光谱仍为覆盖了300～500nm的双峰，发射光谱为覆盖400～650nm的单峰，峰值在507nm左右;Er3+的最优掺杂量为y=0.030，Er3+在LuAG基质中浓度猝灭的方式为电偶极—电偶极相互作用。　　四、研究了名义组成为Lu2.95-yAl5O12∶0.050Ce3+，yEr3+（0≤y≤0.060）绿色荧光粉的晶相和发光性能，发现在不改变LuAG基质晶相的基础上，该荧光粉既含有Ce3+的特征发射峰，又含有Er3+的特征发射峰;研究发现Lu3Al5O12∶Er3+的发射光谱和Lu3Al5O12∶Ce3+的激发光谱有明显的重叠，满足能量传递条件，论证该荧光粉发生了从Er3+到Ce3+的能量传递过程，计算了Er3+、Ce3+间的能量传递效率，探讨了Er3+、Ce3+间的能量传递机制，指出其为电偶极—电偶极相互作用。