稀土元素独特的电子结构决定了它具有特殊的发光特性，稀土化合物广泛地应用于发光材料，在于它具有如下优点。 PART.1 与一般元素相比，稀土元素4f电子层构型的特点，使其化合物具有多种荧光特性。除Sc3+、 Y3+无4f亚层， La3+ 和 Lu3+的4f亚层为全空或全满外，其余稀土元素的4f电子可在7个4f轨道之间任意分布，从而产生丰富的电子能级，可吸收或发射从紫外线、可见光到近红外区各种波长的电磁辐射，使稀土发光材料呈现丰富多变的荧光特性。 PART.2 稀土元素由于4f电子处于内层轨道，受外层s和p轨道的有效屏蔽，很难受到外部环境的干扰，4f能级差极小，f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高。 PART.3 荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级。长寿命激发态是其重要特性之一，一般原子或离子的激发态平均寿命为10-10~10-8s，而稀土元素电子能级中有些激发态平均寿命长达10-6~10-2s，这主要是由于4f电子能级之间的自发跃迁概率小所造成的。 PART.4 吸收激发能量的能力强，转换效率高。 PART.5 物理化学性质稳定，可承受大功率的电子束高能辐射和强紫外线的作用。