白色发光二极管（白光LED）作为代替传统照明光源（白炽灯和荧光灯）的新一代电光源,具有工作时间长、能耗少、易修护、环境友好和易控制等优点。但现有的商用白光LED(蓝光LED芯片+Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺黄色荧光粉)存在着一些问题,诸如缺乏红光成分造成的显色性指数较低和色温较高,以及蓝光LED芯片老化过程中引起的白光品质下降等。为了改良商用LED,紫外芯片激发红、绿、蓝荧光粉制备白光LED的方案被研究人员提出。与蓝光激发型白光LED对比,紫外激发型白光LED的发光完全取决于红、绿、蓝三色荧光粉,既提高了显色性指数,又能得到恒定不变的高品质白光。因而,研发能应用于紫外LED芯片的高效红、绿、蓝荧光粉是十分重要的。本论文以硼铝酸盐Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄作为基质,详细研究了单掺Eu³⁺,共掺Tb³⁺、Eu³⁺,和共掺Ce³⁺、Tb³⁺等体系的发光性质,分析了其结构组成、激发光谱、发射光谱和能量传递等主要性质。在本文的第一章中,简要概述了白光LED用荧光粉的研究背景、基质材料及性能。第二章到第五章分别介绍了各体系荧光粉的实验方案,表征手段及与白光LED相关的应用。重点分为以下几个方面:（1）研究了Eu³⁺在Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄中的发光特性。首先采用高温固相法合成了Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Eu³⁺荧光粉。研究发现,Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Eu³⁺在200 nm到500 nm波长范围内有多个激发峰,最强激发峰处于397 nm。Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Eu³⁺的最佳发射峰处于621 nm,表现为红光发光。测试发现,最佳样品Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:0.5Eu³⁺具有高的热稳定性（150℃温度下的发光强度为30℃的84%）,并且内量子效率高达90%。相比于商用的红色荧光粉Y₂O₃:Eu³⁺,Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:0.5Eu³⁺的色坐标更加接近理想红光色坐标。最后,通过组合红色荧光粉Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:0.5Eu³⁺、商用蓝色荧光粉BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺(BAM:Eu²⁺)、商用绿色荧光粉（Ba,Sr）₂SiO₄:Eu²⁺和395 nm近紫外LED芯片,制作了CIE=（0.322,0.374）、显色性指数CRI=73.1、色温CCT=5900 K的白光LED。（2）采用高温固相法制备了Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Tb³⁺,Eu³⁺荧光粉,并对其X射线衍射谱、紫外光激发下的发射光谱和Tb³⁺→Eu³⁺能量传递机理展开了深入的讨论。在紫外光352 nm波长的激发下,Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Tb³⁺,Eu³⁺荧光粉的发射光谱中既有来自Tb³⁺的绿光也有来自Eu³⁺的红光。通过分析一系列不同Eu³⁺/Tb³⁺浓度比的Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Tb³⁺,Eu³⁺的光谱,证实了在Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄基质中Tb³⁺→Eu³⁺的能量传递现象。基于能量可以通过Tb³⁺→Eu³⁺形式转移,通过调整Eu³⁺和Tb³⁺离子在Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄中的含量得到了不同颜色光,而且Tb³⁺作为敏化剂也增强了Eu³⁺在紫外区域的吸收。最后,通过组合红色荧光粉Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:0.5Tb³⁺,0.1Eu³⁺、商用蓝色荧光粉BAM:Eu²⁺、绿色荧光粉（Ba,Sr）₂SiO₄:Eu²⁺和365 nm近紫外芯片制成了CIE坐标值为（0.369,0.381）、显色性指数CRI:85.3、色温CCT:4329 K的白光LED。（3）合成了Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Ce³⁺,Tb³⁺多色荧光粉并测试了其在347 nm和370 nm激发波长下的发射光谱。通过测试并分析Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Ce³⁺和Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Ce³⁺,Tb³⁺中Ce³⁺离子荧光寿命与Tb³⁺离子掺杂浓度的关系,证实了347 nm波长激发下Ce³⁺→Tb³⁺在Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄基质中的能量传递。通过增加Tb³⁺/Ce³⁺浓度比,Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:Ce³⁺,Tb³⁺的发光从蓝光区域转移到绿光区,然后得到了内量子效率为38.2%的Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:0.01Ce³⁺,0.6Tb³⁺绿色荧光粉。最后,通过结合红色荧光粉CaAlSiN₃:Eu²⁺、商用蓝色荧光粉BAM:Eu²⁺、绿色荧光粉Ca₃Gd（AlO）₃（BO₃）₄:0.01Ce³⁺,0.6Tb³⁺和365 nm近紫外LED芯片制成了CIE=（0.427,0.401）、CRI=79.7、CCT=3158 K的白光LED。