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白光LEDs是一种节能环保的新型光源，具有低能耗、高效率、寿命长、环保、响应速度快等优点，不仅能满足照明显示的需要，而且在能源与环境的可持续发展中具有重大意义，因而成为国内外研究热点之一。目前，荧光粉涂敷型白光LEDs的主要实现方式为：蓝光LED芯片与光转换黄色荧光粉组合型白光LEDs；紫外、近紫外LED芯片激发多种荧光粉组合型白光LEDs。前者存在显色指数偏低、随着温度的升高产生色漂移等问题；而后者缺乏匹配的高效荧光粉，且各成分之间发光效率、光衰、以及物性不一，使得器件性能不高。本研究针对以上问题，一方面合成了可被300～400 nm近紫外光激发的复合硫化物基多波段荧光粉，并研究其光谱特性。另一方面采用均相沉淀法合成了新型的可被蓝绿光有效激发的白光LEDs用碳酸盐基红色荧光粉，并研究其光谱变化规律。具体研究结果如下：
一、采用双坩埚嵌套高温固相法合成了ZnxMg1-xS：Mn、Zn0.9Mg0.1S：Eu、Zn0.9Mg0.1S：Mn，Eu荧光材料。
1.XRD结果表明，ZnxMg1-xS荧光材料具有ZnS型晶体结构，烧结温度在850℃以下时，材料以立方相为主；随烧结温度升高，六方相成分增加；基质材料中随着Mg/Zn比例的增加，六方相成分也增加，当Mg/Zn比例超过1:1时，出现了Mg(OH)2成分。Mn、Eu以及它们的组合体的引入并没有改变基质材料的晶体结构。
2.合成的ZnxMg1-xS：Mn荧光材料的激发光谱为激发峰位于334 nm的主宽激发带和位于400-550 nm的若干弱激发带。在334 nm紫外光激发下，该类材料均可以产生位于570～580 nm的黄色发射，半峰宽约50 nm；当基质内Mg的摩尔掺杂浓度在0～10％范围变化时，随着Mg离子浓度的增大，荧光粉的发光强度也会明显增强；当Mg离子掺杂浓度为10 mol％时，荧光粉的发光强度可以提高1.4倍；在ZnxMg1-xS：Mn体系荧光材料中，Mn的最佳掺杂浓度为2 mol％；该类材料的最佳烧结条件如下：烧结温度为850℃，烧结时间为3小时。
3.Zn0.9Mg0.1S：Eu荧光粉的激发光谱有2个激发峰，分别位于340 nm和365 nm，对应于基质和Eu离子的4f7-4f65d1跃迁吸收，发射光谱为发射峰位于460 nm的宽带。当Eu离子掺杂浓度为2 mol％时，荧光粉的发光强度最大。
4.Zn0.9Mg0.1S：Mn，Eu荧光粉在Mn离子的掺杂浓度较低时(0.1～0.5 mol％)，出现了Mn，Eu同时发光的现象，由此得到了近白光发射的单一基质荧光粉；另外，在Mn离子的掺杂浓度为2 mol％时，Eu作为敏化剂，增强了Mn离子的发光，使荧光粉位于580 nm附近的发光强度增加到原来的2倍。
二、采用双坩埚嵌套高温固相法合成了Ba2ZnS3：Cu和Ba2ZnS3：Ag荧光材料。本研究中合成的该类材料均表现为单一斜方Ba2ZnS3晶相。
1.对于Ba2ZnS3：Cu荧光粉，可被275～375 nm紫外光有效激发，最佳激发波长为322nm，发射光谱为发射峰位于560 nm的黄色宽带；该荧光粉在950℃下烧结10小时，Cu掺杂浓度为0.7 mol％～时发光强度达到最佳。
2.Ba2ZnS3：Ag荧光粉具有两个激发峰，分别位于337 nm和378 nm，发射峰位于450nm，并在一定浓度范围内与基质共同产生蓝、红多色发射。随着Ag离子掺杂浓度的增加其蓝光发光增强，红光发光减弱。当选择合适的掺杂浓度时，利用Ba2ZnS3：Ag可获得蓝、红多波段发射的荧光粉。
三、采用均相沉淀与高温固相相结合的方法成功地合成了可被蓝绿光激发的白光LEDs用的SrxCa1-xCO3：Eu2+荧光粉。XRD结果显示，该类荧光粉在800～1100℃的烧结温度下未出现SrO、CaO等分解产物，晶体结构保持良好。说明该体系荧光粉具有优异的热稳定性。
1.该荧光粉的激发光谱是从390 nm到580 nm，激发峰位于490 nm左右的宽激发带。在蓝绿光激发下，该类荧光粉均可以产生明亮的橙红色发光，其发射波长随Sr/Ca比例的减小产生明显的红移现象，发射峰最大位移约30 nm。
2.SrxCa1-xCO3：Eu2+荧光粉的最佳合成工艺为：烧结温度950℃，时间6小时，Eu掺杂浓度1.5 mol％。
综上所述，本文成功地合成了多种适宜于300～400 nm紫外、近紫外以及蓝绿光激发的荧光粉。这些荧光粉均可应用于白光LEDs器件的制备中，以增强白光LEDs的显色指数、色饱和度等，实现较自然的白光效果。