CN107011184A - 一种螺环化合物及其发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机发光材料技术领域，具体涉及一种螺环化合物及应用该螺环化合物的发光器件。本发明的螺环化合物的结构式如通式I所示。本发明螺环化合物中的含氟取代基，具有良好的吸电子功能，具有良好的推拉电子性能，同时具有较小的表面能，对金属离子吸附能力较弱，使得提纯步骤简单，在升华操作时，含具有较高的升华收率，降低了材料的提纯成本，有利于工业化生产。

Description

一种螺环化合物及其发光器件
技术领域
本发明涉及有机发光材料技术领域，具体涉及一种螺环化合物及应用该螺环化合物的发光器件备。
背景技术
有机发光二极管(OLEDs)在大面积平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。然而，传统有机荧光材料只能利用电激发形成的25％单线态激子发光，器件的内量子效率较低(最高为25％)。尽管磷光材料由于重原子中心强的自旋-轨道耦合增强了系间穿越，可以有效利用电激发形成的单线态激子和三线态激子发光，使器件的内量子效率达100％。但磷光材料存在价格昂贵，材料稳定性较差，器件效率滚落严重等问题限制了其在OLEDs的应用。
有机发光二极管(OLEDs)在大面积平板显示和照明方面的应用引起了工业界和学术界的广泛关注。作为继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料，热激活延迟荧光(TADF)一般具有小的单线态-三线态能级差(ΔEST)，三线态激子可以通过反系间穿越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子，器件的内量子效率可以达到100％。同时，材料结构可控，性质稳定，价格便宜无需贵重金属，在OLEDs领域的应用前景广阔。但现有的TADF材料种类单一，器件的效率较低，无法满足高效有机发光二极管的要求。
TADF材料要求具有Donor-π-Acceptor结构。其中Donor为电子给体，如芳香胺体系或咔唑体系，氮原子与碳原子通过单键相连；Acceptor为电子受体，如具有碳氮双键的杂环体系，氮原子与至少一个碳原子通过双键相连，在另一种表述中，认为具有碳氮双键的杂环芳香体系，碳氮双键实际为介于单键和双键的共轭键；π为桥连基团，可以为芳香共轭体系，也可以是非芳香共轭体系，也可以为单键，只要能使Donor基团和Acceptor基团进行非平面共轭的连接。
氰基是经典的吸电子基团，被广泛应用到TADF设计中。2012年安达千波矢在自然(Nature,2012,492,234)上报道的TADF材料即采用了氰基作为吸电子基团。然而，氰基中的氮原子与碳原子通过碳氮三键相连，具有极强的配位能力，导致氰基特别容易吸附金属离子。由于金属离子在OLED器件中能够加速器件老化，因此降低材料的金属离子含量是特别重要的。
常规的降低金属离子方法，如层析柱吸附、离子交换树脂交换、升华提纯等方式，在金属离子含量较大量时作用显著，但是当金属离子含量已经比较小时，作用很不明显。需要反复的精细操作，才有可能达到理想的要求。同时，反复的提纯操作会导致产品的实际收率降低，进而增加了产品的成本，不利于推广。因此，氰基虽然可以作为吸电子基团引入到TADF的材料设计中，但是由于其固有的吸附金属离子的特性会加速器件老化，器件特别容易出现效率滚降现象，反复提纯既无法保证得到高纯度的产品，也使得效率降低，成本升高。
因此，急需一种材料，既保持了氰基基团的优良特性，又不容易吸附金属离子。鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的首要发明目的在于提出一种螺环化合物。
本发明的第二发明目的在于提出应用该螺环化合物的发光器件。
为了完成本发明的目的，采用的技术方案为：
本发明涉及一种螺环化合物，其结构式如通式I或通式II所示：
其中，Z1、Z2表示碳原子或硅原子；
X11、X21各自独立的表示单键、双键、氧原子、硫原子、C(R101R102)基团、N(R103)基团；所述R101、R102、R103各自独立的表示C1～12的烷基、C6～36的芳基、C6～36芳杂基；
X12、X22各自独立的表示单键、羰基、亚砜基、砜基；
AN1和AN2各自独立的表示氢原子或C6～36的芳香胺基团；
Y11、Y12、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18各自独立的表示氮原子或C(R104)基团；所述R104表示氢原子或含氟取代基团；所述含氟取代基团为氟取代的C1～12的烷基、氟取代的C6～36的芳基；
Y21、Y22、Y23、Y24各自独立的表示氮原子或C(R105)基团；所述R105基团表示氢原子或含氟取代基团；所述含氟取代基团为氟取代的C1～12的烷基、氟取代的C6～36的芳基；
所述Rn1、Rn2各自独立的表示氢原子、氟取代或未取代的C1～12的烷基、氟取代或未取代的6～36的芳基。
为了实现本发明的第二目的，所述发光器件包括阳极、阴极及设置于所述阳极和所述阴极之间的至少一个有机层，所述有机层包括本发明所述的芳香族化合物。
本发明的技术方案至少具有以下有益的效果：
首先，本发明的螺环化合物中的螺环结构具有较高的电子传输性能的特点，作为双极材料能够平衡空穴传输性能和电子传输性能，有利于提高发光效率，降低驱动电压。
其次，本发明中的含氟取代基，以三氟甲基为例，具有良好的吸电子功能，能够保持原有的Doner-π-Acceptor结构，即保持了现有材料的TADF的性能。
最后，本发明中的含氟原子的取代基具有较小的表面能，对金属离子吸附能力较弱，使得提纯步骤简单，在升华操作时，含具有较高的升华收率，降低了材料的提纯成本，有利于工业化生产。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中发光器件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
作为本发明的第一方面，本发明涉及一种螺环化合物，螺环化合物的结构式如通式I或通式II所示：
其中，Z1、Z2表示碳原子或硅原子；
X11、X21各自独立的表示单键、双键、氧原子、硫原子、C(R101R102)基团、N(R103)基团；所述R101、R102、R103各自独立的表示C1～12烷基、C6～36芳基、C6～36芳杂基；
X12、X22各自独立的表示单键、羰基、亚砜基、砜基；
AN1和AN2各自独立的表示氢原子或C6～36的芳香胺基团；
Y11、Y12、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18各自独立的表示氮原子或C(R104)基团；所述R104表示氢原子或含氟取代基团；所述含氟取代基团为氟取代C1～12烷基、氟取代C6～36芳基；
Y21、Y22、Y23、Y24各自独立的表示氮原子或C(R105)基团；R105基团表示氢原子或含氟取代基团；所述含氟取代基团为氟取代的C1～12烷基、氟取代的C6～36芳基；
Rn1、Rn2各自独立的表示氢原子、氟取代或未取代的C1～12烷基、氟取代或未取代C6～36芳基。
本发明螺环化合物中的螺环结构具有较高的电子传输性能的特点，作为双极材料能够平衡空穴传输性能和电子传输性能，有利于提高发光效率，降低驱动电压。本发明中的含氟取代基，以三氟甲基为例，具有良好的吸电子功能，能够保持原有的Doner-π-Acceptor结构，即保持了现有材料的TADF的性能。
在上述取代基中,碳原子数为1～12的烷基，烷基可为链状烷基，也可为环烷基，位于环烷基的环上的氢可被烷基取代，所述烷基中碳原子数优选的下限值为1，2，3，4，5，优选的上限值为3，4，5，6，8，10，12。优选地，选择碳原子数为1～10的烷基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状烷基，碳原子数为3～8的环烷基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状烷基，碳原子数为5～7的环烷基。作为烷基的实例，具体可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基-戊基、3-甲基-戊基、1,1,2-三甲基-丙基、3,3,-二甲基-丁基、庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、异庚基、辛基、壬基、癸基。
碳原子数为6～36的芳基，例如苯基、苯烷基、至少含有一个苯基的芳基如联苯基、稠环芳烃基如萘、蒽、菲均可，联苯基和稠环芳烃基还可被烷基或是烯基所取代。优选地，选择碳原子数为6～26的芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～16的芳基，更进一步优选地，选择碳原子数为6～9的芳基。作为芳基的实例，具体可以举出：苯基、苄基、联苯基、对甲苯基、邻甲苯基、间甲苯基。
碳原子数为6～36的杂芳基中，杂原子可为氮原子、氧原子、硫原子。优选地，选择碳原子数为6～26的杂芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～16杂的芳基，更进一步优选地，选择碳原子数为6～9的杂芳基。作为杂芳基的实例，具体可以举出：呋喃基、噻吩基、吡咯基、噻唑基、咪唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吲哚基、喹啉基等。
作为本申请螺环化合物的一种改进，含氟取代基团为氟取代的C1～6烷基、氟取代C6～12芳基；氟取代可为全部取代也可为部分取代；
进一步优选的，含氟取代基团为三氟甲基。
作为本申请螺环化合物的一种改进，X11表示单键、N(R103)基团；R103表示C1～12烷基、C6～36芳基、C6～36芳杂基；
作为本申请螺环化合物的一种改进，X21表示单键、羰基。
作为本申请螺环化合物的一种改进，R103表示C1～6烷基、C6～12芳基、C6～12芳杂基。
作为本申请螺环化合物的一种改进，AN1、AN2各自独立的选自以下通式所示的结构：
其中，N21、N22、N23、N24、N25、N26、N27、N28、N30、N31、N32、N33、N34、N35、N36、N37、N38、N39、N41、N42、N43、N44、N45、N46、N47、N48、N51、N52、N53、N54、N55、N56、N57、N58、N61、N62、N63、N64、N65、N66、N67、N68各自独立的表示C原子或氮原子；
X表示O原子、S原子、S＝O基团、O＝S＝O基团、P＝O基团、C(RaRb)基团、N(Rc)基团、Si(RdRe)基团；
Ra、Rb、Rc、Rd、Re各自独立的表示取代或未取代的C1～12烷基、取代或未取代的C6～24芳基，取代基为卤素原子、C1～12烷基、氟原子取代的C1～12烷基、氟原子取代的C1～12烷氧基；
A、B、C各自独立地选自苯环、呋喃环、吡啶环、噻吩环、吡咯环，环结构A、环结构B和环结构C与相邻的环在任意位置稠合，
r、p、q各自独立地为1至4的整数，
当r为2以上的整数时，多个环结构A可以相同也可以不同；
当p为2以上的整数时，多个环结构B可以相同也可以不同；
当q为2以上的整数时，多个环结构C可以相同也可以不同；
R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48、R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68各自独立地选自虚原子、氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～12烷基、取代或未取代的C1～12烷氧基、取代或未取代的C1～12烷硫基、取代或未取代的C1～12烷硅基、取代或未取代的C6～24芳基、取代或未取代的C6～24芳氧基、取代或未取代的C6～24芳硅基、取代或未取代的C3～24杂芳基、取代或未取代的C3～24杂芳氧基、取代或未取代的C3～24杂芳硅基、取代或未取代的C6～24芳胺基，取代基为卤素原子、C1～12的烷基、氟原子取代的C1～12的烷基、氟原子取代的C1～12的烷氧基；虚原子表示该基团不存在；例如当N21为N原子时，此时的R21不存在，即为虚原子。
进一步优选的，芳胺基选自以下通式中的一种：
其中，R81、R82、R83、R84、R85、R86、R87、R88、R89、R91、R92、R93、R94各自独立的表示氢原子、氟取代或未取代的C1～C4烷基、氟取代或未取代的C1～C4烷氧基、氟取代或三氟甲基取代或未取代的C6～C10芳基，所述Z表示O原子、S原子、N(Rf)基团、C(RgRh)基团、Si(RiRj)基团，所述Rf、Rg、Rh、Ri、Rj基团各自独立的选自氟取代或未取代的C1～C4烷基、氟取代或三氟甲基取代或未取代的C6～C10芳基。
作为本申请螺环化合物的一种改进，AN1、AN2各自独立的选自以下结构所示的基团：
作为本申请螺环化合物的一种改进，在式I中，当X11、X12均表示单键时，螺环化合物的结构式优选通式IA、通式IB、通式IC所示的化合物；
在式I中，当X11表示N(R103)基团、X12表示单键时，螺环化合物的结构式优选通式IE所示的化合物；
在式I中，当X11表示N(R103)基团、X12表示羰基时，螺环化合物的结构式优选通式IE所示的化合物；
其中，在上述通式IA、通式IB、通式IC、通式ID或通式IE中，对AN1、AN2的限定与式I同。
作为本申请螺环化合物的一种改进，在式II中，X21表示N(R103)基团、X22表示单键时，螺环化合物的结构式优选通式IIA或通式IIB所示的化合物：
其中，在上述如通式IIA或通式IIB中，对AN1、AN2的限定与式I同。
作为本申请螺环化合物的一种改进，AN1、AN2相同。
作为本申请螺环化合物的一种改进，螺环化合物选自以下化合物中的其中一种：
作为本申请螺环化合物的一种改进，螺环化合物选自以下化合物中的其中一种：
本发明还涉及一种发光器件，发光器件包括阳极、阴极及设置于阳极和阴极之间的至少一个有机层，有机层包括本发明的芳香族化合物。
合成实施例1：化合物S-1的合成
在聚丙烯锥形瓶中，将10mmol的原料D-1加入到50mmol的氢氟酸吡啶中，然后分五批缓慢加入10mmol的NaNO2，完成后再55℃温度加反应48小时。冷却反应体系至零度，向体系加入50克冰，然后用二氯甲烷萃取。产物经柱层析纯化。实际产率15％。
1H-NMR(DMSO-d6):δ(ppm):7.85(m,4H),7.77(d,2H),7.65(t,2H),7.40(s,2H),7.31(d,2H),7.24(t,8H),7.09(dd,8H),6.99(m,4H)。ΔEst＝0.09。
合成实施例2：化合物S-2的合成
在聚丙烯锥形瓶中，将10mmol的原料D-1加入到50mmol的氢氟酸吡啶中，然后分五批缓慢加入10mmol的NaNO2，完成后再55℃温度加反应48小时。冷却反应体系至零度，向体系加入50克冰，然后用二氯甲烷萃取。产物经柱层析纯化。实际产率12％。
1H-NMR(DMSO-d6):δ(ppm):8.35(t,2H),8.31(t,2H),8.18(s,2H),8.070(m,5H),7.96(m,5H),7.80(m,1H),7.70(m,3H),7.35(m,6H),7.25(m,2H)。ΔEst＝0.12。
合成实施例3：化合物S-3的合成
在聚丙烯锥形瓶中，将10mmol的原料D-1加入到50mmol的氢氟酸吡啶中，然后分五批缓慢加入10mmol的NaNO2，完成后再55℃温度加反应48小时。冷却反应体系至零度，向体系加入50克冰，然后用二氯甲烷萃取。产物经柱层析纯化。实际产率17％。
1H-NMR(DMSO-d6):δ(ppm):8.72(s,2H),7.85(s,2H),7.42(d,2H),7.31(d,2H),7.24(t,2H),7.09(t,2H),7.02(m,3H),6.90(m,2H)。ΔEst＝0.08。
合成实施例4：化合物S-4的合成
在聚丙烯锥形瓶中，将10mmol的原料D-1加入到50mmol的氢氟酸吡啶中，然后分五批缓慢加入10mmol的NaNO2，完成后再55℃温度加反应48小时。冷却反应体系至零度，向体系加入50克冰，然后用二氯甲烷萃取。产物经柱层析纯化。实际产率18％。
1H-NMR(DMSO-d6):δ(ppm):7.24(t,2H),7.15(d,2H),7.08(m,6H),6.99(m,1H),6.94(m,2H),5.60(s,2H),3.55(s,6H)。ΔEst＝0.05。
对比例：对比化合物D-1的制备
将原料D-1a在乙酸和氯仿混合溶剂中，与I2和HIO3反应得到中间体D-1b，然后在醋酸钯、叔丁基膦催化下，和二苯胺反应得到D-1。将D-1合成的合成得到的粗品直接按照实施例1方法制备得到化合物S-1；
将制备得到的化合物D-1、化合物S-1的粗品各10g做进一步的纯化处理，纯化的条件为：在真空度5×10-4Pa，300℃。
(1)记录纯化处理的时间和产量，具体实验数据如表1所示：
表1：
编号 纯化时间(h) 产量(g) 收率(％)
化合物S-1 8 9.2 92％
对比化合物D1 24 8.3 83％
(2)比较升华前后材料的金属离子含量。
金属离子含量的测试方法：采用电感耦合等离子体质谱仪进行测试。
具体实验数据如表2所示：
表2：单位(ppm)
编号 Na Mg K Ca Fe Pd
S-1升华前 113.2 15.8 23.4 26.4 25.1 30
S-1升华后 0.98 0.51 0.49 0.61 0.25 0.15
D1升华前 165.4 88.4 65.4 32.5 27.8 300
D1升华后 24.8 18.6 10.2 7.7 6.4 29
D1二次升华后 2.04 1.09 0.54 0.63 0.62 2.6
经上述实验比较可知，本发明的螺环化合物不仅易于提纯，在较短的提纯时间内，收率显著提升。并且，本发明的化合物的表面能小，对金属离子吸附能力较弱，在升华提纯前，其金属元素含量就比含有CN基团的TADF材料相比显著减低，经过一次提纯后，其金属元素含量显著减低，低于含有CN基团的TADF材料进行两次升华后金属元素含量。因此，本发明的TADF材料简化了提纯步骤，提高了收率，降低了材料的提纯成本，有利于工业化生产。
作为本发明的另一方面，本发明还涉及一种发光器件，如图1所示，包括阳极、阴极及设置于阳极和阴极之间的至少一个有机层，有机层包括本发明的螺环化合物。
请参阅图1，为本发明提供的发光器件的结构示意图。发光器件10包括依次沉积形成的阳极11、空穴传输层12、发光层13、电子传输层14和阴极15。其中空穴传输层12、发光层13、电子传输层14均为有机层，阳极11与阴极15与电连接。
发光层13可以只有本发明提供的螺环化合物，使发光器件10为非掺杂器件。发光层13可以还有其他材料，使所光器件10为掺杂器件。当采用掺杂器件时，本发明提供的螺环化合物在发光层13中的比例不受限制。一般的，当本发明提供的螺环化合物占主要比例时，是将其作为主体材料使用；当本发明提供的螺环化合物占次要比例时，是将其作为客体掺杂材料使用。作为主体材料的要求，在于能够将能量传递给客体掺杂材料。当采用掺杂器件时，掺杂比例是不受限制的，一般的范围为1～45％，优选的为2～20％，更优选的为3～10％。当采用掺杂器件时，主体材料和客体材料的数目是不受限制的，主体材料可以只有一个，也可以有多个，客体掺杂材料可以有一个，也可以有多个。发光层13可以为一层，也可以为多层。当采用多个发光层时，其中一个或多个发光层可以不发射可见光。
空穴传输层12可以采用本发明提供的螺环化合物，也可以选择其他芳香胺类有机物作为空穴传输层，只要能够将引入的空穴传递到发光层13即可。空穴传输层12可以为一层，也可以为多层。当空穴传输层与阳极相连时，空穴传输层也提供了空穴注入的功能。当空穴传输层的LUMO(最低空轨道)能级较低时，也提供了电子阻挡的功能。
电子传输层14可以采用本发明提供的螺环化合物，也可以选择其他化合物作为电子传输层，对电子传输层的化合物结构没有具体的要求，只要能够将引入的电子传递到发光层即可。作为电子传输层14的化合物结构，可以选择含氮的杂环化合物，也可以选择碳氢元素组成的螺环芳香化合物，也可以选择金属配合物。电子传输层14可以为一层，也可以为多层。当电子传输层与阴极相连时，电子传输层也提供了电子注入的功能。当电子传输层的HOMO(最高占有轨道)能级较高时，也提供了空穴阻挡的功能。
在材料应用方面，TADF不仅仅能够作为发光层的材料使用。如有学者在具有三苯胺砜类结构的TADF材料(先进材料，Adv.Mater.,2012,24,3410-3414)基础上，经过分子设计修饰成咔唑砜类TADF材料(化学材料，Chem.Mater.,2013,25,2630-2637)，不仅可以作为发光层材料使用，也可被进一步用于磷光器件的主体材料(ACS Appl.Mater.Interfaces2014,6,8964-8970)。
为了示意性的证明本发明提供的螺环化合物作为发光器件材料的优良特性，发光器件按照如下结构设计：阳极/空穴传输层/主体材料:本发明提供的芳香族化合物/电子传输层/阴极，即本发明提供的螺环化合物作为客体材料。
发光器件10的制作工艺如下：
将涂布了氧化铟锡(ITO)透明导电层的玻璃板在商用清洁剂中超声处理，用去离子水冲洗后，在丙酮：乙醇混合溶剂中超声，在洁净环境下烘烤至完全除去水分，用紫外光清洗剂曝光20分钟；将上述清洗好的玻璃基板置于真空腔内，抽真空至1×10-3～10-5Pa，蒸镀一层4,4’-环己基二[N,N-二(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)作为空穴传输层，蒸镀速率为0.1～0.2nm/s，蒸镀厚度为10～100nm；继续蒸镀一层含有本发明的螺环化合物和9,9-二(9-苯基咔唑-3-)-4,5-二氮杂芴(PCAF)的发光层，掺杂浓度为1-20wt％，蒸镀速率0.1～0.2nm/s，厚度10～50nm；继续蒸镀一层双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝(BAlq)，蒸镀速率0.1～0.2nm/s，厚度10～50nm；继续蒸镀一层镁银电极，蒸镀速率1～2nm/s，厚度20～200nm。
通过上述制备工艺形成的发光器件10的结构为：
ITO/TAPC/PCAF:本发明螺环化合物/BAlq/Mg:Ag。
其中，TAPC为90nm，发光层为40nm，BAlq为30nm，Mg:Ag电极为100nm。
本发明所用的功能材料及主体材料为如下结构：
为了进一步说明本发明提供的螺环化合物性能，采用掺杂浓度为5wt％制备相应的器件。器件的表征采用计算机控制的Keithley Source 2400/2000、PR650电流-电压-亮度计进行测量。
实验结果如表3所示：
表3：
编号 螺环化合物 电流效率 功率效率
1 S-1 10.9cd/A 10.4lm/W
2 S-2 11.4cd/A 11.0lm/W
3 S-3 10.5cd/A 10.1lm/W
4 S-4 9.39cd/A 9.12lm/W
D1 D-1 11.3cd/A 11.1lm/W
由表3可知，本发明的含有含氟取代基螺环化合物，保持了材料的TADF的性能。本发明的螺环化合物，与含有CN基团的相应材料相比，电流效率和功率效率差别不大，说明将CN改变为CF3基团后，仍保持良好的光学性能。
本发明虽然以具体实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种螺环化合物，其特征在于，所述螺环化合物的结构式如通式I或通式II所示：
其中，Z1、Z2表示碳原子或硅原子；
X11、X21各自独立的表示单键、双键、氧原子、硫原子、C(R101R102)基团、N(R103)基团；所述R101、R102、R103各自独立的表示C1～12烷基、C6～36芳基、C6～36芳杂基；
X12、X22各自独立的表示单键、羰基、亚砜基、砜基；
AN1和AN2各自独立的表示氢原子或C6～36芳香胺基团；
Y11、Y12、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18各自独立的表示氮原子或C(R104)基团；所述R104表示氢原子或含氟取代基团；所述含氟取代基团为氟取代的C1～12烷基、氟取代的C6～36芳基；
Y21、Y22、Y23、Y24各自独立的表示氮原子或C(R105)基团；所述R105基团表示氢原子或含氟取代基团；所述含氟取代基团为氟取代的C1～12烷基、氟取代的C6～36芳基；
所述Rn1、Rn2各自独立的表示氢原子、氟取代或未取代的C1～12烷基、氟取代或未取代的C6～36芳基。
2.根据权利要求1所述的螺环化合物，其特征在于，所述含氟取代基团为三氟甲基。
3.根据权利要求1所述的螺环化合物，其特征在于，所述AN1、AN2各自独立的选自以下通式所示的结构：
其中，N21、N22、N23、N24、N25、N26、N27、N28、N30、N31、N32、N33、N34、N35、N36、N37、N38、N39、N41、N42、N43、N44、N45、N46、N47、N48、N51、N52、N53、N54、N55、N56、N57、N58、N61、N62、N63、N64、N65、N66、N67、N68各自独立的表示C原子或氮原子；
X表示O原子、S原子、S＝O基团、O＝S＝O基团、P＝O基团、C(RaRb)基团、N(Rc)基团、Si(RdRe)基团，所述Ra、Rb、Rc、Rd、Re各自独立的表示取代或未取代的C1～12的烷基、取代或未取代的C6～24的芳基，取代基为卤素原子、C1～12的烷基、氟原子取代的C1～12的烷基、氟原子取代的C1～12的烷氧基；
A、B、C各自独立地选自苯环、呋喃环、吡啶环、噻吩环、吡咯环，环结构A、环结构B和环结构C与相邻的环在任意位置稠合，
r、p、q各自独立地为1至4的整数，
当r为2以上的整数时，多个环结构A可以相同也可以不同；
当p为2以上的整数时，多个环结构B可以相同也可以不同；
当q为2以上的整数时，多个环结构C可以相同也可以不同；
R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48、R51、R52、R53、R54、R55、R56、R57、R58、R61、R62、R63、R64、R65、R66、R67、R68各自独立地选自虚原子、氢原子、卤素原子、取代或未取代的C1～12烷基、取代或未取代的C1～12烷氧基、取代或未取代的C1～12烷硫基、取代或未取代的C1～12烷硅基、取代或未取代的C6～24芳基、取代或未取代的C6～24芳氧基、取代或未取代的C6～24芳硅基、取代或未取代的C3～24杂芳基、取代或未取代的C3～24杂芳氧基、取代或未取代的C3～24杂芳硅基、取代或未取代的C6～24芳胺基，取代基为卤素原子、C1～12烷基、氟原子取代的C1～12烷基、氟原子取代的C1～12烷氧基；所述虚原子表示该基团不存在；
所述芳胺基选自以下通式中的一种：
其中，R81、R82、R83、R84、R85、R86、R87、R88、R89、R91、R92、R93、R94各自独立的表示氢原子、氟取代或未取代的C1～4烷基、氟取代或未取代的C1～4烷氧基、氟取代或三氟甲基取代或未取代的C6～10芳基，所述Z表示O原子、S原子、N(Rf)基团、C(RgRh)基团、Si(RiRj)基团，所述Rf、Rg、Rh、Ri、Rj基团各自独立的选自氟取代或未取代的C1～4烷基、氟取代或三氟甲基取代或未取代的C6～10芳基。
4.根据权利要求3所述的螺环化合物，其特征在于，所述AN1、AN2各自独立的选自以下结构所示的基团：
5.根据权利要求1所述的螺环化合物，其特征在于，所述螺环化合物的结构式如通式IA、通式IB、通式IC、通式ID或通式IE所示：
6.根据权利要求1所述的螺环化合物，其特征在于，所述螺环化合物的结构式如通式IIA或通式IIB所示：
7.根据权利要求5或6所述的螺环化合物，其特征在于，所述AN1与所述AN2相同。
8.根据权利要求1所述的螺环化合物，其特征在于，所述螺环化合物选自以下化合物中的其中一种：
。
9.根据权利要求1所述的螺环化合物，其特征在于，所述螺环化合物选自以下化合物中的其中一种：
10.一种发光器件，其特征在于，所述发光器件包括阳极、阴极及设置于所述阳极和所述阴极之间的至少一个有机层，所述有机层包括权利要求1至9任一项所述的螺环化合物。
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