目前，商业化白光LED用黄色荧光粉最主要的是（Y1-x，Gdx）3（Al1-y，Gdy）5O12∶Ce3+（简写YAG∶Ce3+），YAG∶Ce3+的有效激发波长在440～480 nm范围内，刚好吻合GaN蓝光LED芯片的发射波长。其产生白光的原理是荧光粉发出的黄光与芯片发出的蓝光互补形成白光。不过YAG荧光粉搭配蓝光LED芯片这项技术已经被日亚化学（Nichia）专利US5998925所垄断［83］。欧司朗（Osram）给出的通式（Tb1-x-y，Rex，Cey）3（Al，Ga）5O12（简写TAG∶Ce3+）也申请了专利US6669866［84］。对两者进行比较，YAG∶Ce3+效率较高，适合用在高色温的白光LED，欧司朗在其专利中声称TAG∶Ce3+适合用于色温低于5 000 K的白光LED。但目前实现商业化白光LED的蓝光LED黄色荧光粉方式虽然可以获得高的流明效率，但这种方法的缺点就是光谱中缺少红色成分，使其得到的白光显色指数佳，色温又较高，冷光感明显。

1）铝酸盐体系黄色荧光粉

对于铝酸盐系黄色荧光粉，其高的发光效率、优良的热稳定性等优点，一直吸引着研究人员的关注。

C.W.Won等在原料Y2O3，Al2O3，Ce O2的基础之上，加入适量氯酸钾尿素、NH4F，采用自蔓延法（也称燃烧法）合成了典型的黄色荧光粉YAG∶Ce。利用氯酸钾和尿素燃烧反应产生的热量维持整个化学反应的进行，通过调节氯酸钾和尿素的摩尔量可以使实验温度控制在885～1 200℃之间。相较于传统的高温固相法，自蔓延法制得的YAG∶Ce有良好的发光强度、高的发光效率、颗粒分散性好，颗粒尺寸在10～25μm。实验结果表明：当NH4F的加入量为0.5 r（摩尔比）时，可以在较低的温度下获得纯相的YAG∶Ce；氟化铵的加入也影响荧光粉的发光强度，这是由于氟化铵中的F-进入YAG的晶格中取代O2-造成的，氟化氨的最佳加入量为1.0 r。

J.W.Lee等［85］在连续的超临界水体系（400℃，280 bar）内合成了纳米级的Ce3+，Eu3+的Y3Al5O12，该荧光粉在红光区的发光得到很好的改善，显色指数和色彩重现性均得到提高。实验结果表明：在合成荧光粉的过程中，相较于氨水，用KOH作为沉淀剂获得荧光粉颗粒更接近于球形且尺寸更小；当超临界水反应器内的p H=9.10、反应时间为20 s时，合成的荧光粉颗粒大小在60～150 nm之间，形状为立方体、六边形和球形共存；实验研究了Ce3+，Eu2+的浓度对荧光粉发光性能的影响，由于Ce3+的存在，荧光粉在绿黄光区有宽的发射带；同时因为Eu3+的存在，在红光区610 nm处有一个尖锐的发射峰，荧光粉在红光区的改善程度随Eu3+离子浓度的增加而提高，随Ce3+离子浓度的增加而减弱，因此调节Eu3+和Ce3+的浓度可以改善YAG∶Ce，Eu荧光粉在红光区发光的不足。

J.H.Ki m等［86］在LaSr2Al O5∶Ce的基础上用Gd和B分别部分取代La和Al合成了（La，Gd）Sr2（Al，B）O5∶Ce荧光粉。由于Gd和B的作用，使Ce3+在紫外和可见光区的吸收增强，4f-5d的跃迁大大提高，从而提高了荧光粉的发光强度，其中La0.89Ce0.01Gd0.1Sr2Al0.9B0.1O5的发光强度是LaSr2Al O5∶0.01Ce的3.68倍，同时因为Gd和B的掺杂降低了晶胞体积、增强了Ce3+的晶场劈裂，引起LaSr2Al O5∶Ce发射峰的红移。实验分别研究了Gd的掺杂比例在0～20%、B的掺杂比例在0～25%之间变化时，荧光粉的结构和荧光性能的变化。当Gd的浓度为10%时，荧光粉发光强度最高，较未掺杂Gd的荧光粉发光强度提高了40%；（La0.99-yGdy）Sr2Al O5∶Ce0.01的发射峰随Gd浓度的增加不断红移。当B的掺杂浓度低于15%时，荧光粉的发光强度不断增强，发射峰的位置从560 nm红移至570 nm，B的最佳掺杂浓度为10%，其发光强度提高了210%。

2）硅酸盐系黄色荧光粉

硅酸盐原料在地球上储量丰富，价格便宜，且晶体结构稳定，制备提纯简便。硅酸盐基质的化学成分变化对荧光粉发射光谱普遍存在影响，因此可以通过调节材料的成分或进行共掺杂来有效地实现荧光粉的光谱选择。而且，硅酸盐基质稀土荧光粉在近紫外光区域存在有效吸收，所以已经成为科研工作者研究近紫外激发荧光粉材料的重点方向。目前研究主要集中在以Eu2+，Ce3+作为激活离子的硅酸盐荧光粉上。

2012年H.Daicho等［87］在Nature Communication上发表了一篇非刺眼硅酸盐基质黄色荧光粉，他们通过自助溶剂法合成（Ca1-x-ySrx，Euy）7（SiO3）6C12，然后通过调节Sr2+和Eu2+的含量来获得优异发光性能，不同的Sr2+含量，其吸收光效率、发光效率、显色等均不同，Eu2+的最优含量为10%。该荧光粉克服了目前荧光粉在亮度足够时，因发光面积较传统照明光源小而刺眼的缺点，具有大的斯托克斯位移、在近紫外光激发下发光效率高、对蓝光吸收少、与蓝色荧光粉（Ca，Sr）5（PO4）3Cl∶Eu2+混合制成的白光LED具有大的发光面积且不刺眼。其结构为金属硅酸盐与金属氯化物交替的层状结构，阳离子有3种位置，Sr2+，Eu2+均取代基质中Ca2+的位置。还研究了（Ca0.37Sr0.53Eu0.10）7（SiO3）6Cl2较大的斯托克斯位移（6.9×103cm）远大于其他黄色荧光粉（Ba，Sr）2SiO4∶Eu2+（3.2×103cm）和（Sr，Ca）Al Si N3∶Eu2+（6.69×103cm-1）；随着Ca2+含量从35%～60%变化，其发光光谱宽带主峰也从573.5 nm红移至578.5 nm，而光的吸收率却从91%增加到93%；用其制备的LED，光通量为88 l m，在350 mA电流下亮度达到1.0 cd／mm2。

G.Li等［88］通过溶胶-凝胶法合成了白光LED用黄色荧光粉La4Ca（SiO4）3∶Ce3+，实验研究了退火温度和Ce3+的掺杂浓度对荧光粉相结构和荧光性能的影响。退火温度在1 200～1 400℃之间变化，当温度高于1 300℃时获得纯相的荧光粉，且发光强度随退火温度升高而增强，这是因为随着温度的提高荧光粉的结晶度提高；荧光粉样品中，Ce3+的掺杂浓度在1%～10%之间，该荧光粉具有明显的浓度淬灭现象，当Ce3+的浓度为5%时，荧光粉的荧光性能最佳。由于Ce3+离子的5d-4f跃迁，该荧光粉具有宽的发射带，发射峰为550 nm，在467 nm的激发光下发射光最强。

J.K.Han等［89］分别采用溶胶-凝胶法、化学共沉淀法和燃烧法合成了Sr2SiO4∶Eu2+黄绿色荧光粉，比较了这三种方法合成该荧光粉的结构和荧光性能的区别。合成的荧光粉均为α-（Sr0.97Eu0.03）SiO4和β-（Sr0.97Eu0.03）SiO4的混合物，但溶胶-凝胶法合成荧光粉中B相的成分含量比化学共沉淀法和燃烧法多，α相与β相混合的荧光粉的发光强度和量子效率比单纯的β相有很大提高，因此溶胶-凝胶法合成的荧光粉发光强度和量子效率更高。该荧光粉的发射光谱有一个弱的蓝光带和一个强的绿黄光带组成，蓝光带的发射峰在460 nm处，绿黄光的发射峰分别为543 nm和573 nm。M.Guo等［90］采用高温固相法合成了Sr1.7Mg0.3SiO4∶Eu2+，Mn2+荧光粉，该荧光粉的发射光谱由蓝光带、绿光带和红光带组成，其发射峰分别为455，550，670 nm。

3）磷酸盐系黄色荧光粉

磷酸盐材料有较好的光学稳定性、热化学稳定性和较长的光学寿命，是一类发光性能优良的基质材料。其中，正磷酸盐的光谱表现为紫外以及真空紫外光区域有宽而强的激发带，这是由于磷酸根（PO3-4）可以有效地吸收紫外以及真空紫外光的光子能量。而且，掺杂在基质中的激活离子（Eu3+，Tb3+，Dy3+等）与PO3-4间也存在高效率的能量转换。但是目前磷酸盐荧光粉在与蓝光、近紫外光或其他芯片匹配方面还存在一些不足，仍待科研工作者的研究与开发。

T.S.Chars等［91］合成了一种新型的荧光粉Li Zn1-xPO4∶x Mn2+，通过改变Mn2+的含量可以使该荧光粉发光颜色从绿色调节到黄色，激发光波长为300～550 nm，有5个激发峰，分别为350，375，414，431，464 nm，发射光谱波长为450～650 nm；有一个发射峰随Mn2+浓度变化在550～560 nm之间，且发射峰的形状和位置受激发光波长影响。实验研究Mn2+的掺杂浓度在0～22%之间，当Mn2+的浓度为12%时，发射光的强度最大。(www.daowen.com)

N.Guo等［92］通过高温固相法合成了发光颜色可从蓝绿色调节到绿黄色的荧光粉Sr3Lu（PO4）3∶Eu2+，Mn2+，其激发光谱为250～420 nm，单独掺杂Eu2+时发射峰为496 nm，Eu2+，Mn2+共掺时发射峰有两个，一个在496 nm处，另一个随Mn2+浓度变化在605～633 nm之间变化，且发射强度随Mn2+掺杂浓度增加而降低。实验研究表明，Eu2+，Mn2+之间存在能量传递，能量从Eu2+传向Mn2+；实验计算出临界距离为11.3Å。当Eu2+，Mn2+掺杂量分别为5%，4%时，在355 nm紫外光激发下，荧光粉色温为4 217 K，色坐标为（0.369，0.363），量子效率为55.3%。

T.M.Chen等［93］通过固相法合成了高显指磷酸盐黄色荧光粉Sr8Mg Ln（PO4）7∶Eu2+（Ln=Y，La），其中Sr8Mg Y（PO4）7∶Eu2+和Sr8MgLa（PO4）7∶Eu2+展现了较强的黄色发光峰，峰值位于518，610，611 nm处；色坐标分别为CIE（0.440，0.471）和（0.495，0.473）；最佳的Eu2+掺杂浓度分别为1%和3%；带隙分别为3.2，3.17 e V；混合BAM∶Eu2+和Sr8Mg Y（PO4）7∶0.01Eu2+荧光粉获得的白光显色指数分别为95.375和91.75，色温为4 705 K和4 100 K，色坐标为（0.348，0.357）和（0.365，0.328）。图1.4为用此荧光粉获得白光的色坐标。

4）氮化物／氮氧化物黄色荧光粉

最近几年，氮化物／氮氧化物荧光粉因其有许多其他系列荧光粉无法比拟的优势而在LED用荧光粉的应用市场上占有了一定份额。该类荧光粉基质结构的多样性非常丰富，因而发射光谱基本上囊括全可见光区域；并且有着较广范围的激发光谱，能有效地被蓝光、紫光或紫外光激发。氮化物氯氧化物荧光粉是一种很有发展潜力的荧光材料。

图1.4　混合Sr8MgY（PO4）7∶0.01Eu2+和Ba MgAl10O17∶Eu2+荧光粉（点1-10）及Sr8MgLa（PO4）∶0.01Eu2+和Ba MgAl10O17∶Eu2+（点11-20）获得白光的色坐标［93］

T.Suehiro等［94］合成了一种新的黄色氮化物荧光粉，（La，Ca）3Si6N11∶Ce3+。这种采用还原气体氮化法合成荧光粉拥有可调谐的黄色发光谱，波长在577～581 nm，在450 nm的激发光下外量子效率达到42%。结果表明：在450 nm光激发下，Ce3+只有一个激活中心；该荧光粉与450 nm的In GaN芯片结合制备的白光LED色温为2 600～3 800 K，为暖白光LED。

Y.H.Song等［95］通过固相法合成了新型的Eu2+激活的CaSi6N8O绿黄色荧光粉，该荧光粉在405 nm近紫外光激发下展现一个宽的绿黄光发射带，发射峰为559 nm，半峰宽为95 nm；发射光谱随Eu2+浓度增加发生明显红移，发射强度随Eu2+浓度增加而增强，Eu2+的浓度淬灭为10%。Z.Yang等［96］采用渗氮热炭法合成了荧光性能良好的Ca0.8Si9.2Al2.8O1.2N14.8∶x Eu2+（x=0～0.24）橘黄色荧光粉。该荧光粉有效吸收光波长为300～500 nm，发射光谱为500～700 nm，发射峰在580～601 nm之间，色坐标可以通过改变Eu2+浓度进行调节。

5）其他黄色荧光粉

除了上述体系的黄色荧光粉外，许多其他类型的LED用黄色荧光粉的研究也取得了一定进展。

Y.Wu等［97］采用传统固相法合成了颜色可从绿色到黄色调节的荧光粉β-YFS∶Ce3+，其中稀土离子Ce3+占据晶体中的两个位置。该荧光粉的激发峰随Ce3+浓度增加发生红移从440 nm移至450 nm，发射峰随Ce3+浓度的变化在495～547 nm之间变化，β-YFS∶Ce3+与近紫外芯片制得的白光LED显色指数为65～77，混合红色荧光粉加蓝光芯片制得的白光LED显色指数为90，色温为4 213 K。

X.Zhang等［98］通过固相法合成了块状的Ca2BO3Cl∶Eu2+黄色荧光粉。Ca2BO3Cl∶Eu2+拥有从紫外到可见光区的宽吸收带，有5个激发峰，分别在290，350，370，395，450 nm处，发射峰在570 nm处。该荧光粉的临界距离为17Å，在200℃时出现温淬，可以制成黄光和白光LED，黄光LED的色纯度达到97，白光LED的流明效率为11.68 l m／W。

Z.Hao等［99］采用固相法合成了蓝光激发的Ca O∶Ce3+，Na+黄色荧光粉的激发光谱为400～530 nm，发射峰在474 nm处；在474 nm光激发下，发射光谱为480～700 nm，发射峰在555 nm处。Ca O∶Ce3+，Na+拥有良好的热稳定性，在150℃时发光强度值降低10%，甚至温度达到235℃时发射峰强度也只降低了15%。