LED以其节能、高效等特点被称为第四代绿色照明，目前已经广泛应用众多领域。现有的LED光源是低电压、大电流工作的半导体器件，主要采用直流驱动。由于日常使用的电源是高压交流电，所以LED作为照明等用途时，必须附带交（AC）-直流（DC）转换装置将交流电转换成直流电。这种驱动模式系统复杂而且能耗较高。如果采用交流电驱动LED光源发光，由于省去交-直流转换器，系统应用方案大大简化，效率和寿命也会有所提高。但目前用于交流LED的荧光粉仍沿用传统的荧光粉，且交流LED运行时会产生黑暗周期，从而导致交流LED存在闪光以及色温高、显色性低等问题。针对上述问题，本文合成了SrAl₂O₄:Eu²⁺, R³⁺（R=Ce, Y, Dy）绿色荧光粉、Mn激活锶铝酸盐红色荧光材料和Sr₃MgSi₂O₈:Eu²⁺蓝色荧光粉，系统地研究合成工艺、物相结构、发光性能及在LED器件封装上的应用，取得的主要研究成果如下：（1）采用高温固相法以硼酸作为助熔剂合成了Ce³⁺、Y³⁺和Dy³⁺掺杂SrAl₂O₄:Eu²⁺绿色荧光粉。分别采用XRD，SEM和荧光光谱仪研究了Ce³⁺、Y³⁺和Dy³⁺对晶体结构、颗粒形貌以及发光性能的影响。结果表明添加适量Ce³⁺、Y³⁺和Dy³⁺能够有效抑制伴生杂相Sr₄Al₁₄O₂₅，当Y³⁺和Dy³⁺含量过多时，会产生新的杂相Y₃Al₅O₁₂和Dy₃Al₅O₁₂。相对而言，Ce³⁺在抑制Sr₄Al₁₄O₂₅伴生杂相作用明显，Dy³⁺能够有效延长其余辉时间，而Y³⁺在提高发光效率上更有效。综合考虑发光效率和余辉时间，我们利用合成（Sr0.98Eu0.01Y0.01）Al₂O₄绿色荧光粉配合交流驱动LED蓝光芯片封装了近白光交流LED器件，电源关闭后器件有绿色长余辉发光，论文首次采用高速摄像显微系统揭示了荧光粉的余辉发光补偿交流LED黑暗周期的作用。（2）论文采用高温固相法于空气气氛下合成了Mn激活锶铝酸盐红色荧光粉。通过对Mn激活纯相体系优化表明最佳基质为Sr₄Al₁₄O₂₅，在Sr₄Al₁₄O₂₅基质中优化了Mn的掺杂浓度和烧结温度，结果表明Mn最佳掺杂浓度为0.001M，最佳烧结温度为1300℃。通过研究Sr和Al比例发现，Mn激活碱土铝酸盐最佳基质为非化学计量比化合物3SrO·5Al₂O₃，XRD图谱发现其是由SrAl₂O₄和Sr₄Al₁₄O₂₅两相构成。在非化学计量比化合物3SrO·5Al₂O₃中，通过组合化学法和正交设计法分别研究了碱土金属元素Ca、Sr、Ba和助熔剂对发光性能影响。结果显示Ba和Ca掺杂对发光无益，最佳助熔剂为AlF3。通过EPR和XANES研究了Mn离子在Sr₄Al₁₄O₂₅中发光机理，结果表明Mn在基质晶格中主要以+4价存在，红色发光源于在基质中占据AlO6八面体中Al³⁺格位的Mn4+。通过拉曼光谱、介电常数探索了非化学计量比化合物3SrO·5Al₂O₃增强发光机制为两相耦合。最后，与YAG封装出色坐标为CIE（0.3305,0.3559），显色指数为Ra=93.23暖白光LED器件，表明该荧光粉能够有效降低LED器件色温、提高显色性，具有良好的商业前景。（3）通过高能球磨中的机械力化学反应，在纯水中成功制备了纳米SiO₂悬浮液，并以此为前驱体合成了Sr₃MgSi₂O₈蓝色荧光粉。结果表明，采用此方法合成的荧光粉结晶性好、颗粒均匀、发光强度高。此外，研究获得Eu²⁺最佳浓度为0.01M、最佳烧结温度为1300℃。通过联合添加Ba、Sr和Ca研究了不同碱土金属对于其发光性能的影响。结果表明Ba²⁺掺入会使光谱蓝移，Ca²⁺会使光谱发生红移。采用正交设计法研究了添加不同助熔剂对于其发光性能的影响，NH4Cl是合成这种荧光材料的最佳助熔剂。