自从1996年日亚(Nichia)公司生产出GaN基白色发光二极管(whitelight-emitting diodes，WLED)以来，半导体白光二极管固态照明与传统的固态照明技术(白炽灯、荧光灯)相比，显示出使用电压低、光效高、适用性广、稳定性好、对环境友好、颜色可调等优点，被喻为新一代照明光源。目前白光LED主要通过两种途径产生白光：一种是荧光转换型，即用单个LED芯片和荧光粉组合发光；另一种方法是采用红、绿、蓝三色LED芯片组合发光，即多芯片白光LED。现在世界各国商业化、大规模生产的主要是荧光转换型WLED。另一方面，随着半导体芯片研究理论和技术的发展，芯片的发射波长已经从蓝光(～460 nm)移到近紫外．紫光区(350～420 nm)，能够为荧光粉提供更高的激发能量，提高光效，并使可选择的荧光化合物范围更大，同时也对荧光粉性能提出的更高的要求。然而，目前应用于～400 nm近紫外．紫光芯片上三基色荧光粉主要还是传统的荧光粉，如：蓝粉BaMgAl<,10>O<,17>：Eu<2+>，绿粉ZnS：(Cu<+>，Al<3+>)，红粉Y<,2>O<,2>S:Eu<3+>等。这些传统的荧光粉在近紫外区激发的光效不高，并且其中的绿色荧光粉和红色荧光粉均为硫化物，稳定性差，在制备和使用过程中容易对环境造成污染，使得白光LED发光效率和使用寿命不易提高。因此，研究新型的InGaN-LED用荧光粉具有重要的学术意义和实际应用前景。本学位论文工作的主要目标是寻找适合于近紫外InGaN基荧光转换型LED用的新型、高效、稳定的的荧光粉。针对以上三基色荧光粉存在的缺点，本学位论文分别研究了能适合于近紫外。InGaN基荧光转换型LED用的Eu<2+>激活的蓝、绿、黄、及单一发射白光的稀土荧光粉。利用XRD(X-射线衍射)、SEM(扫描电镜)对其结构、粒子大小、形貌进行表征，详细研究其光致发光性能，筛选出荧光性能优良的化合物与近紫外InGaN芯片结合，制成LED，探讨其发光性能。对一些发光性能较好的荧光粉，进行了方法学方面的探索，使用不同的方法合成，并比较了它们的发光性质以及在InGaN-LED上的应用。本学位论文分6章撰写。 第一章首先介绍了发光的定义及其分类，接下来综述了当前白光LED的发展现状，然后简述了当前稀土发光材料研究进展以及白光LED用荧光粉研究现状。针对当前～400 nm近紫外光激发光转换型LED用的三基色荧光粉存在的问题，提出了本文的研究目标，即研制适合于～400 nm近紫外光激发光转换型LED用的新型、高效、稳定的荧光粉。 在第二章中为了研制新型、高效的蓝色荧光粉，我们采用高温固相法制备了LiSrPO<,4>：Eu<2+>(A=Li<+>，Na<+>，k<+>；B=sr<2+>，Ba<2+>系列荧光粉，并通过一价金属离子和二价金属离子的取代研究了其光致发光性质，简单探讨了由于金属离子的取代而引起的发射光谱变化的原因，得到了一种新型的蓝光发射荧光粉LiSrPO<,4>：Eu<2+>和一种新型的蓝绿光发射荧光粉LiSrPO<,4>：Eu<2+>。研究了Eu<2+>在LiSrPO<,4>和LiSrPO<,4>两种基质中的浓度猝灭作用，发现Eu<2+>在两种基质中的猝灭浓度均约为5﹪。确定了在LiSrPO<,4>基质中的浓度猝灭机理主要是偶极一四极相互作用。与目前商业用的蓝粉BAM相比，我们合成的LiSrPO<,4>：Eu<2+>蓝色荧光粉具有更高的发射强度。涂管的结果表明我们合成的LiSrPO<,4>：Eu<2+>具有较强的蓝光发射。另外我们用溶胶一凝胶法制备了LiSrPO<,4>：Eu<2+>蓝色荧光粉，并与高温固相法制备的样品进行了比较。结果表明，与高温固相法制备的样品相比，用溶胶一凝胶法制备的样品在颗粒的形貌，尺寸，光致发光以及荧光寿命等方面都表现出一些特殊的性质。 第三章内容针对目前绿粉和红粉存在的缺点，首先采用高温固相法制备了一种新型的黄光发射荧光粉Ba<,2>Mg(PO<,4>)<,2>：Eu<2+>，并研究了其光致发光性质。结果表明用367nm的近紫外光激发该荧光粉表现出较强的黄光发射(发光中心波长为576nm)；Eu<2+>掺)kBaEMg(PO<,4>)<,2>基质中取代了两种不同格位的Ba<2+>；Eu<2+>在Ba<,2>Mg(PO<,4>)<,2>基质中的最佳掺杂浓度约为3﹪。涂管结果表明该荧光粉适合用作近紫外InGaN基白光LED的黄光组分。通过Sr<2+>取代Ba<,2>Mg(PO<,4>)<,2>基质当中的一个Ba<2+>，用高温固相法制备了一种新型的，能够单独发射白光的荧光粉BaSrMg(PO<,4>)<,2>：Eu<2+>，并研究了其光致发光性质。结果表明，其发射光谱主要由两个发射带组成，发光中心分别位于447 nm和536 nm。通过调节Eu<2+>进入到不同晶格中的比例，优化荧光粉的色纯度，使样品的色坐标基本进入了白光区。针对BaSrMgP<,2>O<,8>：Eu<2+>存在的红光发射仍然较弱的缺点，以共掺Mn<2+>的方法加以改善，采用高温固相法制备了Ba<,0.97>Sr<,0.99>Mg<,1-x>(PO<,4.)<,2>：Eu<2+><,0.04>,Mn<2+>x(x=0.01-0.19)系列荧光粉，来进一步提高荧光粉白光发射的色品质。结果显示随着Mn<2+>浓度的增大，其色坐标的位置逐渐接近标准白光点。 第四章首先采用高温固相法制备了两种最典型的铝酸盐绿色荧光粉：SrAl<,2>O<,4>：Eu<2+>(黄绿)和Sr<,4>Al<,14>O<,25>：Eu<2+>(蓝绿)，研究了其光致发光性质，并对其进行了制备LED实验。LED涂管结果表明该两种铝酸盐荧光粉是适合于应用在近紫外InGaN基白光LED上性能优良的黄绿/蓝绿色荧光粉。然而用高温固相法制备的颗粒，粒径大，形貌不规则，粒径分布宽，在实际制作发光二极管的过程中容易造成荧光粉难以与环氧树脂调配均匀，对近紫外光的吸收降低等不利因素。因此，接下来我们以Sr<,4>Al<,14>O<,25>：Eu<2+>为研究对象，采用高温固相，共沉淀和溶胶一溶胶三种不同的方法对其进行了制备。重点研究了不同制备方法对于荧光粉结晶度、形貌、粒径、发光性质，尤其是对荧光转换发光二极管发光性质的影响。希望能从荧光粉制备的角度出发，总结出一些影响发光二极管发光性质的规律性因素。结果表明，用高温固相法制备的样品由于结晶度最好，因而具有最强的光致发光强度；用湿化学方法制备的荧光粉具有相对规则的形貌，小的颗粒尺寸，窄的粒径分布，更有利于吸收InGaN芯片发出的近紫外光，因而缩小了三种光转换LED的发光强度比的差距。 第五章研究了所制备的荧光粉在近紫外InGaN基白光LED中的应用，利用制备的性能较好的单色荧光粉以及本研究组其他同学制备的性能优良的荧光粉，初步制备了四种不同类型的白光LED，并测定了其发光性质。对四种不同类型的白光LED性能表征的结果表明，四种不同类型的白光LED的色坐标均进入了白光区，其色坐标分别为：(x=0.3613，y=0,3551)，(x=0.3609，y=0.3302)，(x=0.3910，y：0.3904)，(x0=0.3400，y=0.3340)；色温(T<,c>)分别为4428 K，4240 K，3824 K，5140 K；显色指数(R<,a>)分别为48.2，43.5，71.9，71.2；流明效率分别为9.45 lm/W，1.26lm/W，8.58 lm/W，2.94 lm/W。显色指数都不高可能是因为组成白光的发射光谱是在某些波长范围强度偏低，此外，方案一和方案二中蓝色成分的缺失，也可能是造成其显色指数更低的一个原因。在方案二和方案四中，由于无机红色荧光粉EO发光效率不高，导致制备的白光L,ED的流明效率下降；而在方案一和方案三种使用的稀土有机配合物．Eu(BPTFA)<,3>(DPQN)(EN)强的红色发光，则提高了LED的流明效率。 第六章总结了本论文的主要工作，并根据工作的进展和存在的不足，对今后近紫外光激发光转换型LED用的稀土荧光粉的研究作了简要的展望。