CN101622579B - 具有斥水性区域的图案的处理基材及其制造方法、以及形成有功能性材料的膜构成的图案的构件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供表面具备对比度高的斥水性区域的处理基材及其制造方法。所述基材是在基材表面具有斥水性区域的图案的处理基材，其特征在于，该斥水性区域由使固化性组合物固化而获得的斥水性固化膜形成，该固化性组合物包含具有与硅原子结合的氢原子和光固化性基团的聚有机硅氧烷(A1)或者具有与硅原子结合的氢原子但不具有光固化性基团的聚有机硅氧烷(A2)和具有光固化性基团的化合物(B)，还包含根据需要任意使用的光固化促进化合物(C)。

Description

具有斥水性区域的图案的处理基材及其制造方法、以及形成有功能性材料的膜构成的图案的构件的制造方法
技术领域
本发明涉及表面具有斥水性区域的图案的处理基材、该基材的制造方法、使用该处理基材制造形成有功能性材料的膜构成的图案的构件的方法。 
背景技术
半导体器件、显示器、发光元件等领域中，大量的功能性薄膜被实用化。功能性薄膜是将具有所要特性的功能性材料配置在所要的位置并将其图案化的薄膜。该薄膜被作为配线、电极、绝缘层、发光层及光学薄膜等使用。 
例如，通过光刻法而获得的光刻胶图案是其一例。但是，光刻工序复杂，能量、材料等的利用率低。此外，由于在洁净室内实施操作，因此存在设备成本高的问题。 
作为解决光刻法的问题，提出了喷墨法。但是，喷墨法的位置精度低，难以形成精细度高的图案。因此，提出了预先在基材表面上形成包括不接受墨水的斥水性区域和接受墨水的亲水性区域的斥水·亲水图案的基底膜以提高位置精度的方法。 
例如，专利文献1中记载了在基材的亲水性表面通过化学气相蒸镀法形成由氟化烷基硅烷构成的薄膜，然后照射紫外线将由氟化烷基硅烷构成的薄膜分解并除去的方法。由该方法获得的基材中非光照射部位成为斥水性区域，光照射部位成为亲水性区域。 
专利文献1：日本专利特开2000-282240号公报 
发明的揭示 
所述现有方法必须长时间照射波长低于200nm的高能光线。该方法必须采用大规模设备、真空装置、高能光源等特别的装置。此外，由于该方法采用 波长低于200nm的高能光线，因此，图案的薄膜中的有机物也会发生分解，形成亲水性区域和斥水性区域的对比度低的图案。 
此外，通过现有的方法获得的形成有斥水·亲水图案的基材上残留有形成了斥水性区域的材料。在该基材上由亲水性的功能性材料形成图案后，如果还希望将其它材料层叠于整个基材表面，则该其它材料可能在斥水性区域被排斥而无法固定。此外，用该基材制造设备时，形成了斥水性区域的材料可能会对设备的运转产生不良影响。 
本发明的目的是提供表面具有对比度高的斥水性区域的图案的处理基材。此外，本发明的目的是提供不需要特别的装置或高能光线、长时间的光照射，可通过低光量在短时间内制造该处理基材的方法。此外，本发明的目的是提供使用该处理基材制造形成有功能性材料的图案的构件的方法。此外，本发明的目的是提供形成功能性材料的图案后除去了形成斥水性区域的材料的构件的制造方法。 
本发明包括下述处理基材及其制造方法，以及使用了该处理基材的形成有功能性膜的构件的制造方法。 
<1>处理基材，它是在基材表面具有斥水性区域的图案的处理基材，该基材的特征在于，该斥水性区域由使固化性组合物固化而获得的斥水性固化膜形成，该固化性组合物包含下述化合物(A1)或者下述化合物(A2)和下述化合物(B)，还包含根据需要任意使用的光固化促进化合物(C)， 
化合物(A1)：具有与硅原子结合的氢原子和光固化性基团的聚有机硅氧烷， 
化合物(A2)：具有与硅原子结合的氢原子但不具有光固化性基团的聚有机硅氧烷， 
化合物(B)：具有光固化性基团的化合物。 
<2>表面具备斥水性区域的图案的处理基材的制造方法，该方法的特征在于，通过依次包括下述工序的方法来制造表面具备由斥水性固化膜形成的斥水性区域的图案的处理基材，所述工序分别是： 
在基材表面形成含有所述固化性组合物的涂膜的工序， 
对该涂膜的表面的一部分照射光，使得被光照射的部分的固化性组合物固 化而形成斥水性固化膜的工序，以及 
将存在于基材表面的未固化的固化性组合物除去的工序。 
<3>形成有功能性膜的构件的制造方法，该方法的特征在于，通过包括下述工序的方法在基材的表面形成功能性膜的图案，所述工序分别是： 
向所述处理基材的表面供给含有功能性材料和溶剂的溶液，使该溶液附着于处理基材表面的斥水性区域以外的区域的工序，以及 
从附着的该溶液除去溶剂，形成由功能性材料的膜构成的图案的工序。 
<4>形成有功能性膜的构件的制造方法，该方法的特征在于，通过包括下述工序的方法在基材的表面形成功能性膜的图案，所述工序分别是： 
向所述处理基材的表面供给含有功能性材料和溶剂的溶液，使该溶液附着于处理基材表面的斥水性区域以外的区域的工序， 
从附着的该溶液除去溶剂，形成由功能性材料的膜构成的图案的工序，以及 
除去斥水性固化膜的工序。 
较好的是所述<1>的本发明的处理基材中，可利用光反应的官能团为丙烯酰基或甲基丙烯酰基，促进所述光反应的化合物(C)是利用光产生自由基的聚合引发剂。 
此外，较好的是所述可利用光反应的官能团为1，2-环氧基，促进所述光反应的化合物(C)是利用光产生阳离子的聚合引发剂。 
此外，较好的是所述可利用光反应的官能团为乙烯基，所述促进光反应的化合物(C)为铂催化剂。 
较好的是所述<1>的本发明的处理基材中，斥水性区域以外的基材表面与水的接触角为50度以下，斥水性区域与水的接触角为70度以上。此外，较好的是斥水性膜的膜厚为0.1～100nm。 
较好的是所述<1>的本发明的处理基材中，所述化合物(A1)或所述化合物(A2)中，与硅原子结合的氢原子的数目以每个硅原子的平均数计为0.1～1.0个。 
较好的是所述<2>的处理基材的制造方法中，照射具有200nm以上的波长的光。 
较好的是所述<4>的形成有功能性膜的构件的制造方法中，通过用碱性溶 液进行洗涤而除去斥水性固化膜。 
本发明的处理基材在表面具备对比度高的斥水性区域。 
利用本发明的处理基材的制造方法，无需采用大规模设备、真空装置及高能光源，仅使用简单的装置和光源就能够通过低光量在短时间内制造处理基材。 
采用本发明的处理基材可以简便地制得形成有由功能性材料的膜构成的图案的构件，可用于多种用途。此外，形成了功能性材料的图案后可除去斥水性固化膜。 
附图的简单说明 
图1为表示本发明的处理基材的制造方法的截面模式图。 
图2为表示本发明的构件的制造方法的截面模式图。 
图3所示为实施例的形成有斥水亲水图案的处理基材及浸渍于氢氧化钠水溶液后的处理基材的SEM照片(倍率300倍)。 
符号说明：0··基材，1··基体，2··亲水性薄膜，3··固化性组合物的涂膜，4··斥水性固化膜，5··光掩模，6··光，7··非斥水性区域，8··斥水性区域，9··处理基材，10··溶液供给装置，11··含功能性材料的溶液，12··功能性材料的膜，13··形成有功能性膜的构件。 
实施发明的最佳方式 
以下，作为表示选自丙烯酰基或甲基丙烯酰基的聚合性官能团的用语使用(甲基)丙烯酰基。(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。 
<化合物(A1)、化合物(A2)> 
本发明的固化性组合物是包含化合物(A1)或者同时包含化合物(A2)和化合物(B)的固化性组合物。 
化合物(A1)和化合物(A2)都是聚有机硅氧烷。聚有机硅氧烷是具备聚硅氧烷骨架和与形成该骨架的硅原子结合的有机基团的化合物。与硅原子结合的有机基团通过碳-硅键结合。即，该有机基团是与硅原子结合的末端原子为碳原子的有机基团。聚有机硅氧烷中的硅原子上结合1个以上的有机基团，大多数 情况下，除末端硅原子以外结合有1个或2个有机基团，末端硅原子上结合有至多3个有机基团。根据情况，有时少量存在未结合有有机基团的硅原子。聚硅氧烷骨架具有无分支的线状、有分支的线状、环状或网眼状的结构。骨架内的硅原子上结合有2个1价有机基团或1价原子等，分支部存在结合有1个1价有机基团或1价原子等的硅原子或未结合有1价有机基团或1价原子等的硅原子。 
较好的是聚有机硅氧烷中，除末端硅原子以外的硅原子上具有2个1价基团或原子，其中的至少1个为有机基团。作为有机基团以外的基团或原子，包括氢原子或羟基以及卤素原子或烷氧基等水解性基团等。较好的是末端硅原子上结合有3个有机基团或结合有2个有机基团和1个1价基团或原子。 
作为所述1价有机基团，优选烃基、含氟有机基团、具有取代基((甲基)丙烯酰基等)的烃基。作为烃基，优选烷基、链烯基、炔基、芳基。具有取代基的烃基中，除去了取代基部分的烃基(表示假定结合了氢原子以替代取代基时的烃基)也优选这些基团。作为与硅原子结合的烃基，除去下述的提高斥水性的有机基团和下述的光固化性基团，优选碳数4以下的烷基、碳数4以下的链烯基或炔基、碳数8以下的芳基。其中，优选甲基、乙基及苯基，特好的是甲基。聚有机硅氧烷中的多个有机基团可以互不相同。例如，1分子中作为有机基团可具有甲基和苯基这2种有机基团。 
为了提高斥水性固化膜的斥水性，可使提高斥水性的有机基团与化合物(A1)或化合物(A2)结合。作为提高斥水性的有机基团，包括含氟有机基团或长链烃基等，特好的是含氟有机基团。长链烃基包括碳数5～20的直链状烷基或链烯基，特好的是碳数6～16的直链状烷基。作为含氟有机基团，优选可含醚性氧原子的多氟烷基。特好的是具有二氟亚甲基链的多氟烷基或具有全氟氧化烯基的多氟烷基。 
化合物(A1)的光固化性基团是包含在与硅原子结合的所述有机基团中的基团。作为光固化性基团，优选(甲基)丙烯酰基、1，2-环氧基或不饱和烃基。作为具有(甲基)丙烯酰基或1，2-环氧基的有机基团，优选具有直接或通过连接基团与烷基结合的结构的有机基团。以下，也将这些具有光固化性基团的有机基团称为光固化性有机基团。(甲基)丙烯酰基最好通过氧原子与烷基结合。即， 光固化性有机基团优选为(甲基)丙烯酰氧基烷基。1，2-环氧基最好通过连接基团与烷基结合，作为与烷基结合的环氧基，包括环氧丙氧基或3，4-环氧环己基等。作为不饱和烃基，优选乙烯基或烯丙基等在非结合末端(不与硅原子结合的一侧的末端)具有不饱和双键的链烯基。作为具有(甲基)丙烯酰基的有机基团，较好是烷基部分的碳数为2～6的(甲基)丙烯酰氧基烷基，特好的是(甲基)丙烯酰氧基亚丙基。作为具有1，2-环氧基的有机基团，较好的是烷基部分的碳数为2～6的环氧丙氧基烷基，特好的是3-环氧丙氧基丙基。作为不饱和烃基，优选乙烯基。 
化合物(A1)、化合物(A2)中，与硅原子结合的氢原子的存在对于发挥含有这些化合物的组合固化而得的斥水性固化膜的碱可溶性是必需的。具有该氢原子的斥水性固化膜可通过用碱性水溶液进行洗涤而除去。但是，光固化性有机基团为不饱和烃基时，其固化反应需要与硅原子结合的氢原子，因此化合物(A1)、化合物(A2)的氢原子的数目必须保证即使在固化后也有该氢原子残留。 
化合物(A1)是具有与硅原子结合的氢原子和光固化性基团的聚有机硅氧烷。该聚有机硅氧烷除氢原子和光固化性有机基团以外具有烃基或含氟有机基团，作为该烃基，较好是烷基或苯基，特好为甲基。化合物(A1)中，1个硅原子的与硅原子结合的氢原子数平均较好为0.1～1.0个，特好为0.5～0.9个。化合物(A1)中，对应于1个硅原子的光固化性有机基团的数目平均较好为0.01～0.5个，特好为0.05～0.1个。与硅原子结合的氢原子的数目或光固化性有机基团的数目如果过少，则可能固化性下降，如果过多，则可能斥水性下降。 
化合物(A1)的重均分子量较好为500以上，优选不足1,000,000，更好是不足10,000。重均分子量如果为500以上，则具备可防止从基材表面的蒸发的优点，重均分子量如果不足1,000,000，则化合物(A1)在溶剂中的溶解性良好，因此具备作业性提高的优点。重均分子量通过凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯为标准物而测定。 
化合物(A2)是具有与硅原子结合的氢原子但不具有光固化性基团的聚有机硅氧烷。该聚有机硅氧烷具有光固化性有机基团以外的有机基团和氢原子，作为该有机基团，优选为烃基或含氟有机基团。作为烃基，较好为烷基或苯基，特好为甲基。化合物(A2)中，1个硅原子的与硅原子结合的氢原子数平均较好 为0.1～1.0个，特好为0.5～0.9个。如果与硅原子结合的氢原子的数目不足0.1个，则可能剥离性下降。 
化合物(A2)的重均分子量较好为500以上，优选不足1,000,000，更好是不足10,000。重均分子量如果为500以上，则具备可防止从基材表面的蒸发的优点，重均分子量如果不足1,000,000，则化合物(A2)在溶剂中的溶解性良好，因此具备作业性提高的优点。重均分子量的含义与所述化合物(A1)的描述相同。 
较好的是化合物(A1)、化合物(A2)都为线状结构的聚有机硅氧烷或水解性硅烷化合物的水解缩合物。 
作为线状结构的聚有机硅氧烷，优选下式(a1)表示的具有有机硅氧烷单元的化合物。下式(a1)中的n为1以上的整数的化合物(W1为Q1时n可以为0)相当于化合物(A1)，n为0的化合物(W1不为Q1)相当于化合物(A2)。下式(a1)中的m、n、k表示各有机硅氧烷单元的数目，并不是表示各有机硅氧烷单元形成嵌段。聚有机硅氧烷通常是各有机硅氧烷单元的无规共聚物。 
式中，Q1为光固化性有机基团，R1为光固化性有机基团以外的有机基团，W1为氢原子、Q1或R1，m、n、k为0以上的整数，W1不为氢原子时m为1以上的整数。 
上式(a1)中，W1为氢原子时m可以为0，但即使W1为氢原子时m也优选为1以上的整数。R1较好为烃基或含氟有机基团，更好为甲基或含氟有机基团。R1存在多个时(k为2以上及/或W1为R1时)，多个R1可以互不相同。 
式(a1)表示的化合物中，具有Q1的化合物(n为1以上的化合物，n为0、至少1个W1为Q1的化合物)为化合物(A1)，不具有Q1的化合物为化合物(A2)。k为1以上的数时，R1如果为烃基，则这些化合物易溶于烃类溶剂。R1为含氟有机基团时，使含有这些化合物的组合物固化而形成的斥水性固化膜除了具备斥水性以外还会显现出斥油性。 
Q1为具有(甲基)丙烯酰基的有机基团时，优选以Q11-Y1-表示的基团。其中，Q11表示(甲基)丙烯酰氧基。Y1表示-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-或-(CH2)6-，优选-(CH2)3-。作为Q1的具体例，可例举CH2＝CHCOO(CH2)3-、CH2＝C(CH3)COO(CH2)3-。 
Q1为具有1，2-环氧基的有机基团时，优选以Q12-Y1-表示的基团。其中，Q12表示缩水甘油基，Y1表示所述多亚甲基。优选3-环氧丙氧基丙基。 
Q1为不饱和烃基时，较好为乙烯基或烯丙基，特好为乙烯基。 
R1为烃基时，优选碳数4以下的烷基，特好为甲基。R1为含氟有机基团时，优选以Rf1-Z1-表示的基团。其中，Rf1为碳数1以上的可含醚性氧原子的氟烷基，Z1表示不含氟原子的2价连接基团。 
Rf1基较好为碳数1～12的可含醚性氧原子的氟烷基，更好为碳数1～12的可含醚性氧原子的全氟烷基，特好为碳数3～12的可含醚性氧原子的全氟烷基。 
Rf1基的结构可例举直链结构、分支结构、环结构或部分具有环的结构，优选直链结构。 
作为Rf1基的具体例，可例举以下的基团。 
F(CF2)4-、F(CF2)6-、F(CF2)8-、H(CF2)4-、H(CF2)6-、H(CF2)8-。CF3CF2OCF2CF2OCF2-、CF3CF2OCF2CF2OCF2CF2-、CF3CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2-、CF3CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2CF2OCF2CF2-。 
CF3CF2CF2OCF2-、CF3CF2CF2OCF2CF2-、CF 3CF2CF2OCF(CF3)-、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2-、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2-、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)-、CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2-。 
作为Z1，优选以-(CH2)g-、-SO2NR3-(CH2)g-、-(C＝O)-NR3-(CH2)g-表示的基团。式中，g表示1～5的数，R3表示氢原子、甲基或乙基。Z1特好为-(CH2)2-。在该基团Z1的右侧结合Si，在其左侧结合Rf1。 
作为W1，优选氢原子或甲基。 
具有光固化性基团Q1的有机硅氧烷单元可存在于分子中的任意位置，但最好存在于聚硅氧烷骨架(主链)的末端。这是因为存在于分子末端时反应性高。 
作为本发明的化合物(A1)、化合物(A2)，可使用所述式(a1)表示的直链结构的市售的化合物。作为化合物(A1)的市售的化合物，如下例示。 
信越化学工业株式会社制KF-99(所述式(a1)中，m＝1以上的数、n＝0、k＝0、W1＝CH3的化合物)、美国盖勒斯特公司(Gelest)制HMS-301(所述式(a1)中，m＝1以上的数、n＝0、k＝1以上的数、R1＝CH3、W1＝CH3的化合物)、美国盖勒斯特公司制DMS-H21(所述式(a1)中，m＝0、n＝0、k＝1以上、R1＝CH3、W1＝H的化合物)。 
化合物(A1)、化合物(A2)是水解性硅烷化合物的水解缩合物时，可通过水解性硅烷化合物的水解缩合制得。作为水解性硅烷化合物，使用具有与硅原子结合的氢原子的水解性硅烷化合物、具有光固化性有机基团的水解性硅烷化合物、具有光固化性有机基团以外的有机基团的水解性硅烷化合物等，将这些水解性硅烷化合物进行适当组合使它们一起进行共水解缩合，藉此可制得化合物(A1)、化合物(A2)。作为水解性硅烷化合物，最好主要使用2官能(即，具有2个水解性基团)的水解性硅烷化合物或3官能(即，具有3个水解性基团)的水解性硅烷化合物。这种情况下，可再并用1官能的水解性硅烷化合物或4官能的水解性硅烷化合物。1官能的水解性硅烷化合物是形成末端有机硅氧烷单元的化合物，可作为分子量调节剂发挥作用。 
与硅原子结合的水解性基团是可与水反应形成为羟基的基团，包括氯原子等卤素原子、从具有羟基的化合物除去了羟基的氢原子而得的基团(烷氧基等)、酰基、异氰酸酯基、从胺类除去了氨基的氢原子而得的基团等。作为水解性基团，优选碳数4以下的烷氧基，特好为甲氧基或乙氧基。水解性基团与水反应形成为羟基后，羟基之间发生脱水缩合而生成硅氧烷键。 
化合物(A1)、化合物(A2)可由3官能的水解性硅烷化合物和1官能的水解性硅烷化合物制得。如果使用3官能的水解性硅烷化合物，则生成聚有机硅氧烷，溶剂溶解性可能会下降，但通过并用1官能的水解性硅烷化 合物，可将生成的聚有机硅氧烷的分子量抑制得较低，获得溶剂可溶性的生成物。该生成物被认为是具有交联结构或分支结构的聚有机硅氧烷，具有未反应的硅烷醇基(与硅原子结合的羟基)。即使是该化合物(A1)、化合物(A2)，只要是具有与硅原子结合的氢原子的化合物，则即使在固化后也可溶于碱性水溶液。化合物(A1)、化合物(A2)也可由3官能的水解性硅烷化合物、2官能的水解性硅烷化合物及1官能的水解性硅烷化合物制得。 
作为具有与硅原子结合的氢原子的水解性硅烷化合物，优选下式(a2-1)表示的化合物[以下称为化合物(a2-1)，下同]。作为具有光固化性有机基团的水解性硅烷化合物，优选下式(a2-2)表示的化合物。作为具有光固化性有机基团以外的有机基团的水解性硅烷化合物，优选下式(a2-3)表示的化合物。作为1官能性的水解性硅烷化合物，优选下式(a2-4)或下式(a2-5)表示的化合物。下述化合物(a2-5)水解形成为2个1价有机硅氧烷单元。 
Figure G2008800065333D00101
以上各式中，X为水解性基团，Q1为光固化性有机基团，R1为光固化性有机基团以外的有机基团，W1为氢原子、Q1或R1。a为0或1，b为1或2，c为0或1(b+c为1或2)，d为0、1或2。 
以上化合物(a2-1)～(a2-5)中的Q1、R1、W1的说明和具体例如前所述，优选例子也如前所述。a较好为0，b较好为1，c较好为0，d较好为1或2。较好的是d为2时，R1中的1个为含氟有机基团，其它R1为烷基。 
通过所述水解性硅烷化合物的水解缩合，生成下式(a2)表示的聚有机硅氧烷。但是，下式(a2)表示的是假定水解性基团完全水解缩合而生成的聚有 机硅氧烷的化学式，实际上是残存有水解性基团或硅烷醇基的部分水解缩合生成物。 
Figure G2008800065333D00111
上式中，p为1以上的整数，q为0以上的整数，r为0以上的整数，s为0以上的整数。化合物(A1)是具有Q1的化合物，化合物(A2)是不具有Q1的化合物。 
作为化合物(a2-1)的具体例，优选以下的例子。 
HSi(OCH3)3、 
HSi(OCH2CH3)3。 
作为化合物(a2-2)的具体例，优选以下的例子。 
CH2＝C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3、 
CH2＝C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH2CH3)3、 
CH2＝CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3、 
CH2＝CHCOO(CH2)3Si(OCH2CH3)3、 
[CH2＝C(CH3)COO(CH2)3]CH3Si(OCH3)2、 
[CH2＝C(CH3)COO(CH2)3]CH3Si(OCH2CH3) 2。 
作为化合物(a2-3)的具体例，优选以下的例子。 
F(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3、 
F(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3、 
F(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3、 
H(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3、 
H(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3、 
H(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3、 
CF3CF2CF2OCF(CF3)CF2OCF2CF2CH2CH2Si(OCH3)3、 
Si(OCH3)4、Si(OCH2CH3)4、 
CH3Si(OCH3)3、CH3Si(OCH2CH3)3、 
CH3CH2Si(OCH3)3、CH3CH2Si(OCH2CH3)3、 
(CH3)2Si(OCH3)2、(CH3)2Si(OCH2CH3)2。 
作为化合物(a2-4)的具体例，优选以下的例子。 
H(CH3)2Si(OCH3)、 
(CH3)3Si(OCH3)、 
CH2＝C(CH3)COO(CH2)3(CH3)2Si(OCH3)、 
F(CF2)6CH2CH2(CH3)2Si(OCH3)。 
作为化合物(a2-5)的具体例，优选以下的例子。 
H(CH3)2SiOSi(CH3)3H、 
(CH3)3SiOSi(CH3)3。 
将化合物(a2-1)作为必须成分进行水解、缩合，式(a2)中的p变为1以上的数。化合物(a2-2)、化合物(a2-3)、化合物(a2-4)或化合物(a2-5)同样如此。 
通过将化合物(a2-4)或化合物(a2-5)作为成分进行水解、缩合，可调整化合物(a2)的分子量。 
也可使用相当于化合物(a2-1)的2种以上的化合物。化合物(a2-2)、化合物(a2-3)、化合物(a2-4)或化合物(a2-5)同样如此。 
水解、缩合的反应最好使用盐酸、硫酸、硝酸等无机酸作为催化剂来实施。作为用于反应的溶剂，优选溶解催化剂的水溶性溶剂和溶解生成物的溶剂组合而得的溶剂，最好将水溶性溶剂和溶解生成物的溶剂互相混合。可例示异丙醇和己烷、异丙醇和二氯五氟丙烷(旭硝子株式会社制AK-225，CF3CF2CHCl2和CClF2CF2CHClF的混合物)。反应最好在室温至溶剂的沸点之间的温度下实施。 
本发明的化合物(A1)、化合物(A2)可以分别由单一的化合物构成，但通常作为聚合度等不同的多种化合物构成的混合物使用。该混合物中可共存以上通式中的m、n、k、p、q、r、s中的至少任一个值不在所述范围内的化合物。但是，混合物整体的m、n、k、p、q、r、s的平均值最好分别 在所述范围内。这些数值是构成所述聚有机硅氧烷的重均分子量的优选范围的数值。 
<固化性组合物> 
本发明的固化性组合物是作为固化性成分必须为所述化合物(A1)的组合物或作为固化性成分必须为所述化合物(A2)和化合物(B)的组合物。化合物(B)也可以是化合物(A1)[即，固化性组合物可以是含有所述化合物(A1)和所述化合物(A2)的组合物]。但是，以下的说明中如无特别说明，化合物(B)是指所述化合物(A1)以外的化合物。此外，本发明的固化性组合物还可以是含有该化合物(B)和所述化合物(A1)的组合物。可通过光固化使该固化性组合物固化而形成为固化物。 
化合物(B)是具有光固化性基团的化合物。 
作为化合物(B)，可以是聚有机硅氧烷。即，可以是不含与硅原子结合的氢原子但含光固化性有机基团的聚有机硅氧烷。作为该聚有机硅氧烷，包括由所述式(a1)表示且m为0(其中，W1不为氢原子)的有机聚硅氧烷、所述化合物(a2-2)或所述化合物(a2-2)和所述化合物(a2-3)与所述化合物(a2-4)或化合物(a2-5)(其中，这些化合物中的W1不为氢原子)一起共水解缩合而得的聚有机硅氧烷等。 
化合物(B)可以是聚有机硅氧烷以外的化合物。例如，可使用(甲基)丙烯酸酯、聚环氧化物、聚乙烯基化合物等聚有机硅氧烷以外的化合物。作为所述化合物(A1)以外的化合物(B)，优选不具有硅原子的(甲基)丙烯酸酯、多缩水甘油基化合物或具有非结合末端带不饱和基的链烯基的化合物(以下称为链烯基化合物)。 
作为所述(甲基)丙烯酸酯，优选具有2个以上、更好是3个以上的(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯。对于1分子中的(甲基)丙烯酰氧基的数目无特别限定，优选8个以下。作为具体的(甲基)丙烯酸酯，可例举例如以下的化合物。 
季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯。 
作为多缩水甘油基化合物，优选具有2个以上的缩水甘油基的脂肪族或脂环族的化合物。1分子中的缩水甘油基的数目较好为2～8，特好为3～6。优选例如脂肪族的聚缩水甘油醚或聚缩水甘油酯等，特好的是聚缩水甘油醚。具体可例举三羟甲基丙烷的三缩水甘油醚、甘油的三缩水甘油醚、季戊四醇的三缩水甘油醚或四缩水甘油醚等。 
作为链烯基化合物，优选碳数6以上的α-烯烃、具有所述含氟有机基团和链烯基的化合物、具有与硅原子结合的链烯基(且不具有与硅原子结合的氢原子)的聚有机硅氧烷。链烯基可与分子末端的硅原子结合，也可与非末端位置的硅原子结合。作为与硅原子结合的链烯基，优选乙烯基或烯丙基，特好为乙烯基。作为α-烯烃，优选碳数6～20的α-烯烃。作为具有所述含氟有机基团和链烯基的化合物，优选下式(a3-1)表示的化合物。作为链烯基与非末端位置的硅原子结合的聚有机硅氧烷，优选下式(a3-2)表示的化合物。作为链烯基与分子末端的硅原子结合的聚有机硅氧烷，优选下式(a3-3)表示的化合物。 
Rf1-Z1-CH＝CH2    (a3-1) 
上式(a3-1)～(a3-3)中，Rf1、Z1、R1如前所述，t、u、v分别为1以上的整数。上式(a3-1)中，Rf1较好为碳数3～12的可含醚性氧原子的全氟烷基，Z1较好为-(CH2)g-。上式(a3-2)、(a3-3)中，R1较好为甲基。 
化合物(B)的用量相对于100质量份化合物(A2)较好为0.1～100质量份，特好为5～50质量份。化合物(B)的量如果不足0.1质量份，则光固化 性可能会下降。化合物(B)的量如果超过100质量份，则斥水性可能会下降。化合物(B)为化合物(A1)时，对于其相对于化合物(A2)的用量的上限无特别限定。 
本发明的固化性组合物中最好含有光固化促进化合物(C)。光固化促进化合物(C)可根据化合物(A1)或化合物(B)的光固化性基团的种类来选择合适的化合物。光固化性基团为(甲基)丙烯酰基时，优选利用光产生自由基的自由基产生剂(光自由基聚合引发剂)。光自由基聚合引发剂通过吸收光产生自由基而引发(甲基)丙烯酰基的光聚合反应。光自由基聚合引发剂可以单独使用，也可2种以上混合使用。光自由基聚合引发剂的量相对于化合物(A1)、化合物(A2)及化合物(B)的总量较好为0.1～50质量％，更好为1～10质量％。 
作为具体的光自由基聚合引发剂，可例举例如以下的化合物。2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(默克(Merck)公司制，Darocur1173)、1-羟基环己基苯基酮(汽巴-嘉基公司(Ciba-Geigy)制，Irgacure184)、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮(默克公司制，Darocur1116)、苄基二甲基缩酮(汽巴-嘉基公司制，Irgacure651)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮(汽巴-嘉基公司制，Irgacure907)、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1(汽巴-嘉基公司制，Irgacure369)、2，4-二乙基噻吨酮(日本化药株式会社制，Cayacure DETX)。 
光固化性基团为1，2-环氧基时，作为光固化促进化合物(C)，优选利用光产生阳离子的阳离子产生剂(光阳离子聚合引发剂)。光阳离子聚合引发剂通过吸收光产生阳离子而引发1，2-环氧基的光聚合反应。另外，以促进光固化性为目的，最好并用光阳离子聚合引发剂和增敏剂。这些光阳离子聚合引发剂可以单独使用，也可2种以上并用。这些光阳离子聚合引发剂和增敏剂的合计量相对于化合物(A1)、化合物(A2)及化合物(B)的总量较好为0.1～50质量％，特好为1～10质量％。 
作为光阳离子聚合引发剂，具有代表性的是鎓盐型光阳离子聚合引发剂，包括六氟磷酸二苯基碘鎓盐、六氟磷酸三苯基锍等。具体例如较好为[CH3-ph-I+-ph-CH-(CH3)2][PF6 -](其中，ph为1，4-亚苯基)，可例示[CH3-ph-I+- ph-CH-(CH3)2][PF6 -](其中，ph为1，4-亚苯基)和碳酸异丙烯酯的3∶1的混合物(汽巴-嘉基公司制，Irgacure250)。作为增敏剂，包括噻吨酮类增敏剂等。具体例如较好为2，4-二乙基噻吨酮(日本化药株式会社制，Cayacure DETX)。 
光固化性基团为链烯基时，作为光固化促进化合物(C)，优选铂类催化剂。铂类催化剂是促进链烯基和与硅原子结合的氢原子的反应(氢化硅烷化反应)的催化剂。作为铂类催化剂，优选含铂的金属络合物，更好的是含铂(II)的金属络合物。铂类催化剂的量以相对于与硅原子结合的氢原子的摩尔比计较好为10-1～10-6，最好以使得制成含有固化性组合物和溶剂的溶液时的溶液中的浓度达到0.1ppm～10000ppm的量来使用。作为具体的铂类催化剂，可例举例如双(乙酰丙酮)铂(II)、二氯双-(环己烯)-铂(II)二聚物、二氯(1，5-环辛二烯)铂(II)、二氯双(卞腈)铂(II)等。 
为了获得用于形成斥水性固化膜的固化性组合物的膜，最好使用固化性组合物的溶液形成该溶液的涂膜(湿润膜)，然后通过蒸发等除去溶剂而形成含固化性组合物的涂膜。作为溶剂，优选甲醇、乙醇、异丙醇等醇类，乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类，己烷等烃类，二氯五氟丙烷(旭硝子株式会社制AK-225，CF3CF2CHCl2和CClF2CF2CHClF的混合物)、CF3CH2OCF2CHF2(旭硝子株式会社制AE-3000)等氟类溶剂。溶液中的固形成分浓度较好为0.01～50质量％，更好为0.1～10质量％。 
<基材表面的斥水性区域> 
使所述固化性组合物固化而得的固化物的表面显现出斥水性，因此，通过形成薄膜状的固化物，可获得表面具备斥水性的固化膜(即，斥水性固化膜)。如果由该斥水性固化膜形成图案，则可在基材上形成斥水性区域(存在该斥水性固化膜的区域)的图案。所述固化性组合物因为具有光固化性，因此可通过光刻法形成斥水性固化膜的图案。也可在通过印刷法形成固化性组合物的薄膜后使该固化性组合物固化，形成斥水性固化膜的图案。还可在形成斥水性固化膜后通过蚀刻等将膜部分除去，形成斥水性固化膜的图案。对于形成斥水性固化膜的图案的方法无限定，较好的是如后所述通过光刻法形成斥水性固化膜的图案。 
在基材表面上，由所述固化物的表面形成的斥水性区域具有斥水性， 该斥水性区域以外的表面(以下称为非斥水性区域)具有更低的斥水性，两者的斥水性之差以大为宜。本发明中，斥水性是以与水的接触角来表示的性质。非斥水性区域只要具备比斥水性区域更低的斥水性即可，可以是斥水性的，也可以是疏水性的或亲水性的。斥水性区域与水的接触角较好为70度以上，特好为85度以上。斥水性区域与水的接触角最好是100度以上。斥水性越高越好，但通常其上限为150度左右。 
较好的是非斥水性区域与水的接触角比斥水性区域与水的接触角低20度以上，特好的是非斥水性区域与水的接触角为50度以下。斥水性区域和非斥水性区域与水的接触角的差值较好为40度以上，更好为70度以上。该差值越大可获得对比度越高的图案。非斥水性区域本身与水的接触角较好为40度以下，特好为20度以下。本发明中，斥水性是指与水的接触角超过60度的表面的性质，疏水性是指与水的接触角为40度～60度的表面的性质，亲水性是指与水的接触角低于40度的表面的性质。此外，本说明书中的接触角是通过实施例记载的静滴法测定的值。 
化合物(A1)、化合物(A2)或化合物(B)具有含氟有机基团时，通过使斥水性区域与水的接触角达到85度以上，藉此可使斥水性区域显现出斥油性。具有斥油性的表面可排斥亲油性溶剂(烃类溶剂等)，藉此，即使为了形成功能性膜而使用亲油性溶剂作为功能性材料的溶剂，也可防止功能性材料附着于斥水性区域。另一方面，可使非斥水性区域对于亲油性溶剂也具备亲和性。如果以与十六烷的接触角来表示斥油性，则化合物(A1)、化合物(A2)或化合物(B)具有含氟有机基团时的斥水性区域与十六烷的接触角较好为40度以上，特好为60度以上。非斥水性区域与十六烷的接触角较好为30度以下，特好为20度以下。 
供给后述的含功能性材料的溶液时，斥水性区域和非斥水性区域的接触角越大，横跨斥水性区域和非斥水性区域的功能性材料的溶液越容易流入非斥水性区域，使功能性材料的溶液干燥而获得的功能性材料的膜构成的图案能够更精确地再现斥水性区域和非斥水性区域的图案。 
此外，非斥水性区域的接触角的绝对值越小功能性材料越能够在非斥水性区域很好地润湿扩散，可使通过功能性材料的溶液干燥而获得的功能 性材料的膜构成的图案的膜厚更均一。 
斥水性区域的斥水性固化膜的膜厚可根据目的适当选择，较好为0.1～100nm。该膜厚如果不到0.1nm，则存在斥水性无法显现的可能性。此外，形成了由功能性材料的膜构成的图案后除去斥水性固化膜时，从易除去的角度考虑，斥水性固化膜的膜厚以薄为宜。此时，膜厚更好为0.1～50nm，特好为0.1～10nm。 
非斥水性区域通常是供形成功能性薄膜的表面，通常是基材的表面。基材由金属氧化物等金属化合物或金属等无机物形成时，基材表面通常呈现出亲水性。基材由塑料等有机物形成时，基材表面通常显现出疏水性。因此，非斥水性区域可以是这些基材的表面。此外，用薄膜等覆盖这些材料形成的基体而得的基材中，可将该薄膜等的表面的非斥水性调整得与基体材料有所不同。基体是指具有薄膜的基材的薄膜以外的部分。 
作为本发明中的基材的材料，优选玻璃，硅酮(特别是构成硅晶片的材料)，Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W或Pb等金属或它们的合金，PdO、SnO2、In2O3、PbO或Sb2O3等金属氧化物，HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4或GdB4等硼化物，TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC或WC等碳化物，TiN、ZrN或HfN等氮化物，Si或Ge等构成半导体的材料，碳材，聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚四氟乙烯等树脂等材料。更好的是玻璃、构成硅晶片的材料、由金属氧化物或聚酰亚胺形成的材料。较好的是至少用这些材料构成基材的表面，也可由这些材料构成整个基材。 
此外，还可以是基材表面经过蚀刻、研磨、表面氧化、表面光照射等表面处理而形成的材料。这些表面处理大多有利于实现基材表面的亲水化。另外，基材表面被污垢或杂质污染时，最好洗涤后再使用。所述表面处理对于该洗涤有时也有效。另外，基材还可以是表面具有薄膜的基材。在所述材料形成的基体的表面形成有所述材料或除此以外的材料构成的薄膜的基材可作为基材使用。作为该薄膜，优选具有所述非斥水性区域的表面特性的薄膜。特好的是由亲水性化合物(亲水性聚合物等)形成的薄膜或经过亲水化处理化合物(亲水化处理用水解性硅烷等)的处理而形成的薄膜。 
也可采用在基材的表面形成含亲水性化合物的固化性组合物的涂膜、通过静置使亲水性化合物向基材侧转移的方法来替代使用预先进行了表面的亲水化的基材。具有亲水性化合物是高表面能的材料而取向于基材侧、所述化合物(A1)或所述化合物(A2)等显现出斥水性的化合物是低表面能的材料而取向于气相界面的性质。利用该性质，可形成固化性组合物的涂膜中亲水性化合物被配置在基材表面的双层(bilayer)结构。亲水性化合物为水解性硅烷化合物等时，其与基材表面反应，使得基材表面被亲水化。 
对于基材的形状无特别限定，优选具备形成图案的表面为平面、曲面或部分带曲面的平面的基材，更好的是具备形成图案的表面为平面的形状的基材。特好的是片状或膜状的基材。片状或膜状的基材中，图案的形成最好在基材的一面实施。此外，对于基材的面积也无特别限定，可采用具备现有的涂布方法适用的尽可能大的面的基材。基体的形状最好与这些基材的形状相同。 
对于本发明的基材表面具有斥水性区域的图案的处理基材中的图案形状无特别限定。图案如果由斥水性区域和非斥水性区域形成且假定非斥水性区域为基底斥水性区域为表图(在基底上描绘的图)，则该表图由点和线构成。对于该点的面积及形状、线的宽度和长度无限定。本发明可形成微细图案，例如可形成由线构成的图案中其线宽在10μm以下的图案。 
<基材的洗涤、亲水化基材> 
如前所述，在制造处理基材时，最好预先对基材的表面进行洗涤。此外，还最好对基材表面进行亲水化处理，更好的是使用表面具有亲水性薄膜的基材。这些表面处理可采用通用的方法来实施，有时也希望区别该处理是所述处理中的哪一种。以下全部看作基材的亲水化处理来进行说明。 
作为基材的亲水化处理方法，可采用对塑料、金属、玻璃、陶瓷等的表面进行亲水化处理的常用方法。作为该方法，可例示对基材的表面进行湿式洗涤的方法，将基材的表面湿式氧化的方法、对基材的表面进行光洗涤或光氧化的方法，在基材的表面涂布亲水性化合物的方法或将所述方法组合使用的方法。基材的材质为亲水性时，可直接使用，但这种基材通常易被污染。因此，在基材的使用前最好通过湿式洗涤、光洗涤或它们的组 合来实施亲水化处理。基材表面的材质是疏水性的而必须将其亲水性化时，最好通过将基材表面湿式氧化、光氧化或亲水性化合物的涂布来完成亲水化处理。 
基材的湿式洗涤可使用水、水类洗涤剂或非水类洗涤剂(有机溶剂、氟类溶剂等)。特别是用水或含表面活性剂的水类洗涤剂对基材进行了洗涤后，优选用异丙醇或乙醇等低沸点的有机溶剂除去表面的杂质和水分等并同时进行干燥的方法。此外，可根据基材的种类及污垢的种类·程度来追加工序或省略部分工序。附着了有机类的污垢的基材的湿式洗涤最好是首先为了除去该污垢而用二氯五氟丙烷(旭硝子株式会社制AK-225，CF3CF2CHCl2和CClF2CF2CHClF的混合物)等氟类溶剂进行预洗涤，再用水类洗涤剂或有机溶剂对基材进行浸渍洗涤。浸渍洗涤时可并用超声波洗涤。对于玻璃，可采用利用含氧化铈类微粒的研磨剂进行研磨洗涤后用纯水漂洗再风干的方法来替代浸渍洗涤或与浸渍洗涤并用。 
基材的湿式氧化是用过氧化物等氧化剂的水溶液对表面进行氧化。对于氧化剂无特别限定，可例举硫酸、硝酸、过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、高锰酸钾等。对基材进行湿式氧化的方法只要是可将该水溶液涂布于基材表面的方法即可，无特别限定，可采用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法等。 
作为对基材进行光洗涤或光氧化的方法，包括UV照射处理、UV/O3处理(利用紫外线、臭氧或两者组合的处理)、等离子体处理、电晕放电处理、火焰处理等，优选UV/O3处理。 
此外，仅采用湿式洗涤时易残留微细的有机物的污垢(例如，中性洗剂的表面活性剂的残留、洁净室的浮尘等)。如果采用所述光洗涤就不会出现这种情况。因此，还优选最初通过湿式洗涤除去较大的污垢、然后通过光洗涤进行洗涤的方法。 
作为可用于基材的表面的亲水化处理的亲水性化合物，包括聚(乙烯基醇)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙二醇)等亲水性聚合物，甘油、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇等。另外，作为在基材表面反应而在表面形成亲水性残基的亲水化处理化合物，可例举Si(OCH3)4、Si(OCH2CH3)4、HSi(OCH2CH3)3、 NH2CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3、Si(NCO)4等具有亲水性基团的水解性硅烷化合物、或该化合物的一部分或全部被水解而得的化合物、或该化合物的水解缩合物。使用了H-Si(OCH2CH3)3时，在表面反应后必须用0.1mol/L左右的氢氧化钠水溶液进行洗涤。 
最好将亲水性化合物或亲水化处理化合物溶于溶剂形成溶液后再进行涂布。最好使亲水性聚合物或多元醇溶于水，使硅烷化合物溶于异丙醇等醇类溶剂。溶液中的这些化合物的浓度较好为0.01～10质量％，更好为0.1～1质量％。 
对于将这些溶液涂布于基材的方法无特别限定，可采用旋涂法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、凹凸涂布法、丝网印刷法等。涂布后通过除去溶剂可获得亲水化的表面。 
作为基材的表面由不同的材料形成时的亲水化处理，如果采用通过亲水性化合物或亲水化处理化合物进行亲水化的方法，则对于不同材料的表面可赋予相同的亲水性，因此较佳。 
<处理基材的制造方法> 
对于本发明的处理基材的制造方法无特别限定，但如前所述，最好用光刻法来制造。以下对通过光刻法来制造处理基材的方法进行说明。该方法中的粗加工工序(例如涂膜的形成工序等)也可采用光刻法以外的方法，以下的说明并不限定为光刻法。 
通过光刻法进行制造的方法依次包括在基材表面形成含固化性组合物的涂膜的工序(以下称为涂膜形成工序)；对该涂膜的表面的一部分照射光，使被光照射的部分的固化性组合物固化而形成斥水性固化膜的工序(以下称为固化工序)；以及除去存在于基材的表面的未固化的固化性组合物的工序(以下称为显影工序)。用图1对包含这些工序的制造方法的一例进行具体说明。 
图1(a)所示为基材的1例。该基材(0)由基体(1)和在其一面形成的亲水性薄膜(2)构成。图1(b)所示为经涂膜形成工序在该基材的表面形成了所述固化性组合物的涂膜(3)。图1(c)所示为固化工序。介以掩模(5)对所述固化性组合物的涂膜照射光(6)，从掩模(5)的透光部分透过的光使固化性 组合物的涂膜固化。被光照射的涂膜部分固化形成为斥水性固化膜(4)，未被光照射的部分实质上不固化。图1(d)所示的是经显影工序而得的处理基材(9)。处理基材(9)的表面具备由斥水性固化膜的表面形成的斥水性区域(8)和基材表面的非斥水性区域(7)构成的图案。 
涂膜形成工序如前所述，使用固化性组合物的溶液，在基材表面上涂布该溶液形成该溶液的涂膜(湿润膜)，然后除去溶剂形成固化性组合物的涂膜。作为在基材表面上涂布固化性组合物的溶液的方法，可采用旋涂法、浸涂法、环棒式涂布法(wire-bar coat)、刮刀涂布法、辊涂法等方法。涂布最好在室温下或加热下进行。此外，溶剂的除去最好通过溶剂的蒸发而实现(以下也称为干燥)，最好在大气中或在氮气流中等进行。干燥最好在室温下进行。在加热下进行干燥时，最好根据基材的材质的耐热性来适当地改变温度和时间。 
固化工序中，对涂膜的表面的一部分照射光。用于光照射的光较好是波长200nm以上的光，更好是波长300nm以上的光，且较好是波长380nm以下的光，更好是波长365nm以下的光。波长200nm以上的光具备分解基材的可能性小的优点。通过波长380nm以下的光照射来引发固化反应的光固化促进化合物(C)易获得，光源也便宜。照射时间可根据光的波长、光的强度·光源的种类、组合物的种类等适当改变。使用超高压水银灯时，可以2～100mw/cm2照射5～120秒。使用高压水银灯时，一般以比超高压水银灯更短的时间进行照射。 
作为光源，可例举低压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、氙气灯、钠灯、氮等气体激光器、有机色素溶液的液体激光器、无机单晶中含有稀土类离子的固体激光器等。此外，作为可获得单色光的激光器以外的光源，也可使用特定波长的光，该特定波长的光是采用带通滤波器、截止滤波器等光学滤波器取出了宽频带的线光谱、连续光谱而获得的光。由于可一次实现大面积照射，因此作为光源优选高压水银灯或超高压水银灯。 
光的照射最好介以光掩模来照射光。通过该方法能够仅在膜表面的所希望的区域引发固化反应，可获得由斥水性区域和非斥水性区域形成了所要的图案的处理基材。 
光照射的气氛可任意地选择。使膜厚100nm以下的固化性组合物固化而形成斥水性固化膜时，有时氧气会影响到固化，因此最好在氮气气氛等惰性气体气氛下进行光照射。作为惰性气体，可例举选自氮、氩、氦、二氧化碳等的气体，氮气价廉易获得，因此最佳。 
只要光照射所用的光是能透过基材的波长的光，则可以从基材的任意的面侧进行光照射，通常最好从基材的含组合物的膜的面侧进行光照射。 
介以光掩模用光或激光进行了光照射的情况下，可获得斥水性区域和非斥水性区域形成所要的图案而得的处理基材。此外，可形成斥水性区域和非斥水性区域的线宽为10μm以下的图案。 
本发明中，作为基材使用了塑料基板等柔性基板时，通过为了能够实施成卷法(Roll to Roll)而设置的多个辊和在多个辊之间设置曝光机对基板进行光照射，可以高生产率获得处理基材。 
显影工序中，除去存在于基材表面的未固化的固化性组合物。通过除去未固化的固化性组合物，使基材表面露出。作为除去未固化的固化性组合物的方法，在所述化合物(A1)、所述化合物(A2)、所述化合物(B)等为低分子量的化合物时，优选吹入氮气流来除去的方法。这些化合物为高分子量的化合物时，由于不易蒸发，因此优选用有机溶剂洗涤残存有未固化的固化性组合物的表面的方法。作为用于洗涤的有机溶剂，优选溶解未固化的固化性组合物的各成分的溶剂。作为该有机溶剂，可例举甲醇、乙醇、异丙醇等醇类溶剂，乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂，己烷等烃类溶剂等。 
<形成有功能性材料的膜构成的图案的构件> 
此外，本发明涉及形成有功能性处理的膜构成的图案的构件(以下也称为形成有功能膜的构件)的制造方法。该制造方法的特征在于，包括向所述本发明的处理基材的表面供给含功能性材料的溶液，使该溶液附着于斥水性区域以外的表面的工序(以下称为功能性膜形成工序1)；以及从附着的该溶液除去溶剂，形成由功能性材料的膜构成的图案的工序(以下称为功能性膜形成工序2)。此外，在功能性膜形成工序2之后再加上除去斥水性固化膜的工序(以下称为固化膜除去工序)，还可制得除去了所述斥水性固化膜的构件。 
用图2对包括以上工序的形成有功能膜的构件的制造方法的一例进行具 体说明。 
图2(d)所示的是与图1(d)相同的处理基材。处理基材(9)的表面具备由斥水性固化膜的表面形成的斥水性区域(8)和基材表面的非斥水性区域(7)构成的图案。图2(e)所示为功能性膜形成工序1。由溶液供给装置(10)向处理基材的表面供给含功能性材料的溶液(11)，使溶液(11)附着于斥水性区域以外(非斥水性区域(7))的表面。作为溶液供给装置(10)，可使用例如喷墨装置等。即使溶液(11)与斥水性区域(8)的表面接触，由于斥水性区域表面的高斥水性(以及高斥油性)，该溶液也会被排斥，因此溶液(11)不会附着在斥水性区域(8)的表面。图2(f)所示为经过功能性膜形成工序1的基材。溶液(11)铺满非斥水性区域(7)的表面，不存在于斥水性区域(8)的表面。如图所示，即使溶液(11)高出斥水性固化膜的高度，也不会覆盖斥水性区域(8)的表面。 
图2(g)所示的是经功能性膜形成工序2而得的形成有功能膜的构件(13)。从含功能性材料的溶液(11)除去溶剂，由功能性材料的膜(12)和除此以外的部分形成图案。图2(h)所示的是由图2(g)所示的形成有功能膜的构件(13)经固化膜除去工序而得的除去了斥水性区域(8)的斥水性固化膜的形成有功能膜的构件(13)。 
作为功能性材料，可例举形成金属配线的分散有金属粒子的浆料、形成滤色片的色素材料、形成电子器件·有机显示器的陶瓷材料、有机半导体材料等。 
含功能性材料的溶液是指功能性材料溶解或分散于水、有机溶剂、它们的混合物等溶剂而得的液体或液状体。本发明的处理基材的斥水性区域如前所述还显现出斥油性时，作为所述有机溶剂，也可使用极性低的有机溶剂。对于有机溶剂无特别限定，可例举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类，正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、十六烷、十八烷、环己烷、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、十氢化萘等烃类，乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙基醚、四氢呋喃、二噁烷等醚类化合物，碳酸异丙烯酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环己酮等极性化合物。较好的是基于溶解性、分散性、它们的稳定性的角度考虑从其中选择合适的溶剂。这些有机溶剂可单独使用也可作为2种以上的混合物使用。 
作为功能性膜形成工序1中的溶液涂布方法，可例举旋涂法、浸涂法、环棒式涂布法、刮刀涂布法、辊涂法等涂布方法，丝网印刷、喷墨法等对于特定区域的印刷方法。其中，从能够在由斥水性区域和非斥水性区域形成的图案上的非斥水性区域进行选择性的涂布的角度考虑，优选丝网印刷、喷墨法。 
与所述同样，优选通过溶剂的蒸发除去(也称为干燥)进行功能性膜形成工序2中的溶剂的除去。干燥最好在大气中或在氮气流中等进行。此外，干燥最好在室温或加热下进行。在加热下进行干燥时，最好根据基材的材质的耐热性来适当改变温度和时间。 
除去了斥水性固化膜的形成有功能膜的构件在电子元件等中有用。除去斥水性固化膜是因为将该构件作为电子元件使用时斥水性固化膜可能会对元件的工作造成不良影响。在固化膜除去工序中，最好用碱性溶液对构件进行洗涤以除去斥水性固化膜。也可将构件浸入碱性溶液中进行洗涤。作为碱性溶液，可例举碱金属氢氧化物(氢氧化钠、氢氧化钾等)的水溶液或甲醇溶液、四甲基铵的氢氧化物的水溶液或甲醇溶液。碱金属氢氧化物或四甲基铵的氢氧化物溶液的浓度较好为0.05～1.0mol/L。洗涤或浸渍时的温度为10～50℃，时间优选为0.5分钟～1.0小时。 
另外，通过对构件进行UV/O3处理可除去斥水性固化膜。例如，较好的是使用PL7-200(森工程(センエンジニアリング)公司制)作为UV/O3发生装置，对构件照射1～3分钟。 
进行斥水性固化膜的除去时，从易除去的角度考虑，斥水性固化膜的膜厚以薄为宜。如前所述，其膜厚较好为0.1～50nm，特好为0.1～10nm。 
实施例 
以下，例举例子(例1～4、6(实施例)、例5(比较例))对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于此。 
(溶液(1)的调制) 
在试样瓶中装入异丙醇(2.5g)。加入分子的两末端具有三甲基甲硅烷基的甲基含氢硅油(KF-99，信越化学工业株式会社制，所述式(a1)中的m＝1 以上的数、n＝0、k＝0、W1＝CH3的化合物，分子量1400，相当于化合物(A2))的10质量％异丙醇溶液(0.1g)。然后，加入二季戊四醇六丙烯酸酯(相当于化合物(B))的异丙醇1质量％溶液(0.2g)和作为光自由基聚合引发剂的IRGACURE 907(汽巴嘉基(Ciba-geigy)公司制)的1质量％异丙醇溶液(0.06g)。将试样瓶振荡数次使溶液混合，获得固化性组合物的溶液。以下，将该溶液称为溶液(1)。 
(溶液(2)的调制) 
在试样瓶中装入异丙醇(2.5g)。加入分子的两末端具有三甲基甲硅烷基的甲基含氢硅油(KF-99，信越化学工业株式会社制，相当于化合物(A2))的10质量％异丙醇溶液(0.1g)。然后，加入(CH2＝CH)(CH3)2SiO·[(CH3)2SiO]n·Si(CH3)2(CH＝CH2)(DMS-V21，盖勒斯特(Gelest)公司制，分子量6000，相当于化合物(B))的异丙醇1质量％溶液(0.2g)、双(乙酰丙酮)铂(II)(西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制)的1质量％四氢呋喃溶液(0.07g)。将试样瓶振荡数次使溶液混合，获得固化性组合物的溶液。以下，将该溶液称为溶液(2)。 
(溶液(3)的调制) 
在试样瓶中装入异丙醇(2.5g)。加入分子的两末端具有三甲基甲硅烷基的甲基含氢硅油(KF-99，信越化学工业株式会社制，相当于化合物(A2))的10质量％异丙醇溶液(0.1g)。然后，加入季戊四醇多缩水甘油醚(EX-411，长濑精细化工(Nagase Chemtex)株式会社制，相当于化合物(B))的异丙醇1质量％溶液(0.2g)、作为光阳离子聚合引发剂的IRGACURE 250(汽巴嘉基公司制)的1质量％异丙醇溶液(0.06g)和作为增敏剂的DETX(日本化药株式会社制)的1质量％异丙醇溶液(0.03g)。将试样瓶振荡数次使溶液混合，获得固化性组合物的溶液。以下，将该溶液称为溶液(3)。 
(溶液(4)的调制) 
在具备搅拌器的100ml三口烧瓶中加入HSi(OC2H5)3(3.2g)、CH2＝C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3(东京化成工业株式会社制，0.16g)、CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3(TSL8257，GE东芝有机硅株式会社制，1g)和H(CH3)2SiOSi(CH3)2H(LS-7040，信越化学工业株式会社制，4.3g)。然后，加入己烷(28g) 和异丙醇(12g)。 
在搅拌的同时滴加1.8g的1.28％盐酸水溶液。滴加结束后再搅拌1小时。然后，除去溶剂，获得液状生成物(相当于化合物(A1))。将所得的液状生成物溶于异丙醇，制得液状生成物的10质量％异丙醇溶液。 
除了在溶液(1)的调制中使用所述液状生成物的10质量％异丙醇溶液替代甲基含氢硅油的10质量％异丙醇溶液以外，其它操作相同，获得固化性组合物的溶液。以下，将该溶液称为溶液(4)。 
(溶液(5)的调制) 
除了在溶液(1)的调制中使用二甲基硅油(KF-96-50cs，信越化学工业株式会社制，所述式(a1)中的m＝0、n＝0、k＝1以上的数、R1＝CH3、W1＝CH3的化合物)替代分子的两末端具有三甲基甲硅烷基的甲基含氢硅油以外，其它操作相同，获得固化性组合物的溶液。以下，将该溶液称为溶液(5)。 
[例1]处理基材1的制作 
(基板的洗涤)用乙醇洗涤5cm见方的硅晶片后，进行UV/O3洗涤。 
(溶液的涂布) 
将制得的溶液(1)旋涂(3000rpm，20秒)于硅晶片。 
(光照射) 
从涂膜侧介以具有开孔图案(2.5cm×5cm)的光掩模在所得的涂膜的表面，以100mw/cm2照射来自超高压水银灯的紫外线(波长300～450nm)，历时30秒。 
(基材的洗涤) 
用异丙醇对基材进行漂洗后用乙醇漂洗，再通过氮气流干燥，获得处理基材1。 
[例2]处理基材2的制作 
在例1的处理基材的制作中，除了将溶液(1)改为溶液(2)并将光照射的条件改为以100mw/cm2照射60秒以外，其它操作相同，获得处理基材2。 
[例3]处理基材3的制作 
在例1的处理基材的制作中，除了将溶液(1)改为溶液(3)并将光照射的 条件改为以100mw/cm2照射60秒以外，其它操作相同，获得处理基材3。 
[例4]处理基材4的制作 
在例1的处理基材的制作中，除了将溶液(1)改为溶液(4)以外，其它操作相同，获得处理基材4。 
[例5]处理基材5的制作 
在例1的处理基材的制作中，除了将溶液(1)改为溶液(5)以外，其它操作相同，获得处理基材5。 
对于例1～5中制得的处理基材进行如下评价。 
(膜厚的测定) 
利用原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)测定斥水性薄膜的膜厚。例1的处理基材的膜厚为8nm。 
(接触角的测定) 
测定处理基材表面与水的接触角。与水的接触角如下测定：通过静滴法，按照JIS R3257“基板玻璃表面的润湿性试验方法”，在基材上的测定表面的3处滴下水滴，对各水滴进行测定。液滴是2μL/滴，测定在20℃进行。接触角以3个测定值的平均值(n＝3)表示。与十六烷的接触角通过同样的方法测定。结果示于表1。确认例1～5中形成了具有亲水性区域和斥水性区域的处理基材。 
(斥水性膜的除去) 
将通过以上工序获得的处理基材在0.1mol/L的氢氧化钠水溶液中浸渍1分钟后用蒸馏水漂洗，于室温用氮气流干燥。测定干燥后的基材的表面与水的接触角。结果示于表1。例1～4中确认可除去斥水性膜，但例5中无法除去斥水性膜。 
[表1] 
Figure G2008800065333D00281
[例6]形成有斥水亲水图案的处理基材的制作 
除了光照射时使用10μmL/S的光掩模以外，其它操作与例1相同，获得具有亲水性区域和斥水性区域的图案的处理基材。用SEM观察基材表面。照片示于图3(左)。确认形成有宽度10μm的明暗图案。 
此外，将处理基材在0.1mol/L的氢氧化钠水溶液(25℃)中浸渍1分钟后用蒸馏水漂洗，再于室温用氮气流干燥。用SEM观察基材表面。照片示于图3(右)，确认斥水性膜被除去，明暗图案消失。 
产业上利用的可能性 
利用本发明，无需大规模的设备、真空装置及光源就可形成由斥水性区域和非斥水性区域构成的微细的斥水-非斥水图案。通过喷墨法向该图案的表面喷射了含功能性材料的油墨时，含功能性材料的油墨仅保持在非斥水性区域，不保持在斥水性区域，因此可通过含功能性材料的油墨将基材图案化。此外，本发明还可应用于电子器件的电路形成。因此，本发明的形成有功能性膜的构件适用于喷墨方式的液晶用滤色片、有机EL显示器、半导体器件或电路中的配线图案的制造等。 
此外，也可使具有斥水-非斥水图案的处理基材的非斥水性区域中包含含功能性材料的油墨，将功能性材料转印至其它基材。 
本发明的基材的表面具有斥水-非斥水图案的处理基材也可用于医药领域。例如，制作具有毛细血管的血管部形成为非斥水性区域(特别是亲水性区域)这样的图案的掩模，将毛细血管的图案转印至基材。在其上散布血管表皮细胞，细胞仅在非斥水性区域增殖，可再现毛细血管的图案。 
此外，本发明的基材的表面具有斥水-非斥水图案的处理基材还可利用存在于非斥水性区域(特别是亲水性区域)的表面的羟基等的反应性，在该非斥水性区域的表面使具有其它性质的化合物反应，形成具备斥水性和其它性质的基材。 
这里引用2007年3月1日提出申请的日本专利申请2007-051623号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。 

Claims (11)

1.处理基材，它是在基材表面具有斥水性区域的图案的处理基材，其特征在于，该斥水性区域由使固化性组合物固化而获得的斥水性固化膜形成，该固化性组合物包含下述化合物(A1)或者下述化合物(A2)和下述化合物(B)，还包含根据需要任意使用的光固化促进化合物(C)，
化合物(A1)：具有与硅原子结合的氢原子和光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(A2)：具有与硅原子结合的氢原子但不具有光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(B)：具有光固化性基团的化合物；
其中，光固化性基团是丙烯酰基或甲基丙烯酰基，光固化促进化合物(C)是利用光产生自由基的自由基产生剂。
2.处理基材，它是在基材表面具有斥水性区域的图案的处理基材，其特征在于，该斥水性区域由使固化性组合物固化而获得的斥水性固化膜形成，该固化性组合物包含下述化合物(A1)或者下述化合物(A2)和下述化合物(B)，还包含根据需要任意使用的光固化促进化合物(C)，
化合物(A1)：具有与硅原子结合的氢原子和光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(A2)：具有与硅原子结合的氢原子但不具有光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(B)：具有光固化性基团的化合物；
其中，光固化性基团为1，2-环氧基，光固化促进化合物(C)是利用光产生阳离子的阳离子产生剂。
3.如权利要求1或2所述的处理基材，其特征在于，斥水性区域以外的基材表面与水的接触角为50度以下，斥水性区域与水的接触角为70度以上。
4.如权利要求1或2所述的处理基材，其特征在于，斥水性固化膜的膜厚为0.1～100nm。
5.如权利要求1或2所述的处理基材，其特征在于，所述化合物(A1)或所述化合物(A2)中，与硅原子结合的氢原子的数目以每个硅原子的平均数计为0.1～1.0个。
6.表面具备斥水性区域的图案的处理基材的制造方法，其特征在于，通过依次包括下述工序的方法来制造表面具备由斥水性固化膜形成的斥水性区域的图案的处理基材，所述工序分别是：
在基材表面形成含有下述固化性组合物的涂膜的工序，
对该涂膜的表面的一部分照射光，使得被光照射的部分的固化性组合物固化而形成斥水性固化膜的工序，以及
将存在于基材表面的未固化的固化性组合物除去的工序；
固化性组合物是包含下述化合物(A1)或者下述化合物(A2)和下述化合物(B)、还包含根据需要任意使用的光固化促进化合物(C)的固化性组合物，
化合物(A1)：具有与硅原子结合的氢原子和光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(A2)：具有与硅原子结合的氢原子但不具有光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(B)：具有光固化性基团的化合物；
其中，光固化性基团是丙烯酰基或甲基丙烯酰基，光固化促进化合物(C)是利用光产生自由基的自由基产生剂。
7.表面具备斥水性区域的图案的处理基材的制造方法，其特征在于，通过依次包括下述工序的方法来制造表面具备由斥水性固化膜形成的斥水性区域的图案的处理基材，所述工序分别是：
在基材表面形成含有下述固化性组合物的涂膜的工序，
对该涂膜的表面的一部分照射光，使得被光照射的部分的固化性组合物固化而形成斥水性固化膜的工序，以及
将存在于基材表面的未固化的固化性组合物除去的工序；
固化性组合物是包含下述化合物(A1)或者下述化合物(A2)和下述化合物(B)、还包含根据需要任意使用的光固化促进化合物(C)的固化性组合物，
化合物(A1)：具有与硅原子结合的氢原子和光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(A2)：具有与硅原子结合的氢原子但不具有光固化性基团的聚有机硅氧烷，
化合物(B)：具有光固化性基团的化合物；
其中，光固化性基团为1，2-环氧基，光固化促进化合物(C)是利用光产生阳离子的阳离子产生剂。
8.如权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于，照射具有200nm以上的波长的光。
9.形成有功能性膜的构件的制造方法，其特征在于，通过包括下述工序的方法在基材的表面形成功能性膜的图案，所述工序分别是：
向权利要求1～8中任一项所述的处理基材的表面供给含有功能性材料和溶剂的溶液，使该溶液附着于处理基材表面的斥水性区域以外的区域的工序，以及
从附着的该溶液除去溶剂，形成由功能性材料的膜构成的图案的工序。
10.形成有功能性膜的构件的制造方法，其特征在于，通过包括下述工序的方法在基材的表面形成功能性膜的图案，所述工序分别是：
向权利要求1～8中任一项所述的处理基材的表面供给含有功能性材料和溶剂的溶液，使该溶液附着于处理基材表面的斥水性区域以外的区域的工序，
从附着的该溶液除去溶剂，形成由功能性材料的膜构成的图案的工序，以及
除去斥水性固化膜的工序。
11.如权利要求10所述的形成有功能性膜的构件的制造方法，其特征在于，通过用碱性溶液进行洗涤而除去斥水性固化膜。
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