红色荧光粉用于白光LED，主要通过两种方式实现：①增加蓝光LED+黄色荧光粉方式的红光组分，这种常用来实现商业化白光LED的方法虽然可以获得高的照明效率，但这种方法的缺点是光谱中缺少红色成分，使其得到的白光显色性欠佳，红色荧光粉可以用来提高白光的显色性和降低色温；②根据三基色原理，采用单一蓝光LED芯片同时激发红色、绿色荧光粉，再加上自身蓝光复合产生白光，或采用单一近紫外LED芯片同时激发红、绿、蓝三基色荧光粉，3种荧光粉复合产生白光。最近几年，白光LED照明迅速进入家居照明，对于白光LED性能的提高红色荧光粉在其中具有非常重要的意义，所以获得广泛的研究和应用。为了研发出照明用白光LED所需的高效稳定的红色荧光粉，并进一步提高红光性能，科研工作者做了大量的研究工作。被广泛研究且较为成熟的红色荧光粉体系主要有石榴石体系、硫化物体系、氮化物体系、钨／钼酸盐体系等。

1）石榴石体系红色荧光粉

石榴石体系荧光粉是指具有石榴石晶体结构的发光材料，石榴石结构材料是一个庞大的家族，一般将其组成用通式［A］3［B］2（C）3O12来表示。通过稀土离子掺杂或者过渡金属离子激活的石榴石结构荧光粉都具有优异的发光性能和激光特性，这里主要介绍石榴石结构红色荧光粉。

Y.C.Kang等［38］采用喷雾热解法制备了尺寸小于4μm的石榴石结构Y3Al5O12∶Eu3+片状和球状红色荧光粉，溶液浓度不同合成颗粒形貌也不同。研究发现其激发光谱有两个明显的峰：一个较弱的位于230 nm的宽峰；另一个较强的位于305 nm的窄带峰。激发光谱呈现明显Eu3+的特征谱，为纯红色的窄带光谱，峰值位于614 nm。E.J.Nassar等［39］通过无水解过程的溶胶凝胶法合成了红、绿、蓝Y3Al5O12荧光粉，其中Eu3+掺杂的Y3Al5O12红色荧光粉在394 nm近紫外光激发下发射Eu3+的特征跃迁峰5D0_7FJ（J=0，1，2，3和4）其中591 nm和611 nm峰最为明显，最强峰位于591 nm处。

A.K.Cheetham等［40］采用传统的固相法合成了一系列新型的石榴石结构BixLnyEu1-x-yNa2Mg2V3O12（Ln=Y，La，Gd；x=0～0.4，y=0～0.2）钒酸盐红色荧光粉，研究发现所有样品激发光谱都由一个主要的宽带峰和两个较弱的窄带峰组成，纯的Bi Na2Mg2V3O12激发光谱宽带峰位于333 nm，宽带峰位置随稀土Eu3+的掺杂而红移，Eu3+浓度为40%时宽带峰红移至370 nm，发射峰位于611 nm。研究还表明，随着Bi3+离子浓度的调节，荧光粉的激发范围可以有效地调节至匹配近紫外光激发的380～400 nm范围。而且相对于Y2O2S∶Eu3+荧光粉，钒酸钇石榴石结构荧光粉在常温和高温下均表现出更优异的性能。H.J.Seo等［41］合成的Eu3+掺杂的石榴石结构Li3Y3Te2O12红色荧光粉和J.Li等［42］制备的（Gd，Lu）AG∶Eu3+石榴石结构红色荧光粉均表现出优异的红光性能。

2）硫化物体系红色荧光粉

硫化物中S2-的电负性比氧化物中的O2-小，由于电子云扩展效应使得在氧化物中发射蓝色或绿色的Eu2+（f-d跃迁）产生红移，实现红光发射。W.Zhuang等［43］在CO气氛下采用固相法合成了（Ca1-x，Srx）S∶Eu2+红色荧光粉，研究发现此荧光粉可被430～490 nm光有效激发，发射光谱为红光宽光谱；随着Sr2+浓度的减小，发射光强度增大且发射峰位置从609 nm红移至647 nm。C.Guo等［44］探讨多种方法改善CaS∶Eu2+的荧光性能。探究了通过加入助溶剂NHQF和辅助激活剂Er3+获得了发光更亮的CaS∶Eu2+；又在Ca2+位引入Sr2+使激发峰蓝移来更好地配合GaN蓝光激发芯片；此外用Mg2+取代Ca2+来显著提高红光荧光粉的发光强度。T.M.Chen等［45］通过固相法合成了高性能的CaZnOS∶Eu2+红光荧光粉，激发发射光谱均为宽光谱，峰值分别位于460 nm和650 nm；同时还研究了此红色荧光粉复合绿色荧光粉（Ba，Sr）2SiO4∶Eu2+和黄色荧光粉Y3Al5O12∶Ce3+制备的白光LED，获得较高的显色指数为85 K和4 870 K的色温。H.T.Hintzen等人［46］研究了Mn2+激活的MZnOS（M=Ca，Ba）新型红色荧光粉，其发射光谱在550～700 nm范围内为单一的窄带峰，这对应于Mn2+的4T1（4G）-6A1（6S）能级跃迁。

然而这些Eu2+，Mn2+掺杂的硫化物红色荧光粉中，Eu2+和Mn2+发光的Stokes位移比较小，会导致其吸收可见光，降低LED器件的光效。而且大部分硫化物都存在稳定性差的问题。目前，以Y2O2S∶Eu3+为代表的硫化物一直是照明等发光器件首选的红色荧光粉，因为其优异的红光性能。科研工作者对Y2O2S∶Eu3+的研究也较为全面，就制备方法而言，固相法、助溶剂法、微波合成法、水热法、热溶剂法、溶胶凝胶法等均用来研究Y2O2S∶Eu3+的合成和其对发光性能的影响。(www.daowen.com)

3）氮化物体系红色荧光粉

碱土金属硫化物体系红光荧光粉有个致命的缺点，就是物化性能很不稳定、易潮解。而氮化物体系红色荧光粉就不存在这样的问题，其热稳定性和化学稳定性都很好，更为重要的是红色色度纯，发光亮度好，氮化物体系红色荧光粉使用的激活剂一般是Eu2+离子［47，48］。氮化物体系中由于N3-的电负性非常小，这就导致其与Eu2+的共价性变强，进而致使出现Eu2+的5 d电子轨道重心下移、电子云扩大，所以观察到绝大部分氮化物荧光粉光谱容易发生宽化、光谱中的峰位置能够红移。近年来，氮化物及氮氧化物红色荧光粉引起科研工作者极大兴趣并得到快速发展［49～51］。在LED用红色发光材料的研究中迅速崛起，并在较短时间内应用于白光LED的制造，使全光谱、高显色性、低色温的白光LED变为现实［52，53］。

H.Nersisyan等［54］通过固态燃烧法合成了Sr2Si5N8∶Eu2+红色荧光粉，将锶和铕的卤化物与微米尺寸的硅粉混合，外加有机添加剂聚四氟乙烯和尿素，在较低的N2（1 MPa）压力下合成纯相的Sr2Si5N8∶Eu2+。此荧光粉在450 nm的蓝光激发下，表现出优异的发光性能，为宽带发射，峰值随Eu2+浓度变化在630～650 nm范围内变化，内外量子效率分别为71.37%和81.99%，光的吸收率在83%～89%，组装成LED后显色指数可达84.1。从Sr2Si5N8∶Eu2+荧光性能来看，其是非常有应用价值和前景的LED用红色荧光粉。K.Uheda等［55］合成了新型的CaAlSiN3∶Eu2+红色荧光粉，它是一个宽带激发峰，能被从近紫外到590 nm的可见光有效激发，其最佳的Eu2+掺杂浓度为1.6%，在405 nm光照射下外量子效率是商业红色荧光粉La2O2S∶Eu2+的7倍。此荧光粉在任意光照射下，其效率都比CaSiN2∶Eu2+和Ca2Si5N8∶Eu2+高，这是由于在高于室温的温度下此荧光粉热淬灭小。

4）钨／钼酸盐体系红色荧光粉

众所周知，钨／钼酸盐是白钨矿晶体结构，其本身有着较好的光学性能；用来作为荧光粉的基质，并掺杂发光中心Eu3+，是良好白光LED用红色荧光粉。其在近紫外光和蓝光激发下会有2个尖锐的激发吸收峰，且与现在商用的LED芯片输出波长十分吻合［56～58］。钨／钼酸盐荧光粉的发光性质很大部分是由于钼酸根离子（钨酸根离子）具有的特殊性质决定的。钼酸根离子是四面体结构，Mo6+位于四面体的中心位置，而4个顶角分布着4个O2-。Mo6+处于基态时，其外层电子轨道（s2p2）充满电子；而受到激发时，Mo6+的d空轨道就会接收一个从O2-（2s22p6）的2p层上激发而来的电子，形成Mo5+（s2p6d），被激发而跃迁的电子随即又回到基态，产生跃迁辐射［59～62］。Eu3+掺杂钨／钼酸盐荧光粉的光谱在近紫外区会有一个宽而强的电荷转移吸收带并且有属于Eu3+的有效f-f跃迁。正是因为和这些特殊的性质，铝酸盐和钨酸盐荧光粉的研究越来越受到重视［63，64］。

从目前对钨／钼酸盐荧光粉的研究来看，按基质元素种类对钨／钼酸盐红色荧光粉可分为：①单纯的钼酸盐或钨酸盐基质红色荧光粉，包括MWO4∶Eu3+（M=Ca，Sr，Ba）［65～67］，MMoO4∶Eu3+（M=Ca，Sr，Ba）［68～70］，（La，Eu，Sm）2，Gd2-xMO6∶x Eu3+（M=W，Mo）［72］，Eu2WO6［73］，Y2-xEux（MoO4）［74］3，Sr9R2-xEuxW4O24（R=Gd，Y）［75］，MR2（MoO4）4（M=Ba，Sr，Ca；R=La3+，Gd3+，Y3+）［76］等。②复合钨酸盐和钼酸盐基质荧光粉，也就是阴离子同时含有，离子，ALn（MO4）2（A=碱土离子，Ln=镧系元素，M=W，Mo）［77］，Na M（WO4）2-x（MoO4）x∶Eu3+（M=Gd，Y，Bi）［78］，Ca O0.54Sr0.34-1.5xEu0.08Lax（MoO4）y（WO4）1-y［79］，（Ca，Sr）（Mo，W）O∶Eu3+［80］，NaLa（MoO4）（WO4）∶Eu3+，M5Eu（WO4）4-x（MoO4）x（M=Li，Na，K）等。从上述钨／钼酸盐的红色荧光粉的激发光谱中，可以看到Eu3+的线性吸收激发峰均在近紫外光、蓝光区域，但是在实际应用中由于Eu3+的激发峰都是窄带峰而限制了LED芯片的波长范围，因此科研工作者试图通过添加Sm3+、Bi3+等激活离子来拓宽钨／钼酸盐基质荧光粉的激发带。F.Mo等［81］通过固相法合成了Na Gd（MO4）2∶R（M=W，Mo；R=Eu3+，Sm3+，Bi3+）红色荧光粉，在发射光谱中Eu3+的5D0_7F2跃迁起主导作用，掺杂的Bi3+和Sm3+能够有效地敏化Eu3+，并延伸和强化了荧光粉在395～405 nm近紫外光的吸收。此外存在Sm3+和Bi3+对Eu3+的能量转移。A.Xie等［82］采用固相法合成LiEu（1-x）Bix（WO4）0.5（MoO4）1.5系列红色荧光粉，该荧光粉能有效地被近紫外光（396 nm）和蓝光（467 nm）激发，发射光谱为窄带光谱，峰值位于615 nm。Bi3+引入荧光粉基体以后，荧光粉的紫外激发带受两方面因素影响：Bi3+作用下的MoO2-4的电荷迁移状态和Bi3+的6s-6p迁移。这种影响致使荧光粉在紫外的激发光谱出现红移现象，发射光谱中的红光发射峰值增强，达到了1.5倍，Bi3+最佳的掺杂浓度为10%。