CN105655345A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种液晶显示装置及其制造方法。根据本发明一实施方式，提供了一种液晶显示装置，所述显示装置包括：依次设置于基板上的第一金属层、第一绝缘层、第二金属层、第二绝缘层和第三金属层。所述第一绝缘层和所述第二绝缘层包括单孔桥接触部，所述单孔桥接触部用于一次暴露所述第一金属层的一部分和所述第二金属层的一部分。所述第三金属层实现为通过所述单孔桥接触部与所述第一金属层和所述第二金属层接触。

Description

液晶显示装置及其制造方法
本申请要求2014年11月27日提交的韩国专利申请No.10-2014-0167353的优先权，在此援引该申请的全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置及其制造方法，尤其涉及一种通过减少使用氧化物半导体的静电放电保护电路中的接触孔数量而将边框区域最小化的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示(LCD)装置是指包括设置有液晶层的LCD面板的显示装置。通过针对来自诸如背光单元之类的光源的光调节LCD面板的透射率来驱动LCD装置。对于具有较高分辨率和低功耗、以及具有较小厚度的最小化边框的LCD装置的需求近来增大。
根据用于薄膜晶体管的有源层的材料，LCD装置中的薄膜晶体管分为使用非晶硅的薄膜晶体管、使用多晶硅或低温多晶硅(LTPS)的薄膜晶体管、以及使用氧化物半导体的薄膜晶体管。
与使用非晶硅的薄膜晶体管相比，使用氧化物半导体的薄膜晶体管具有高电子迁移率和相当低的漏电流。与使用非晶硅的薄膜晶体管相比，使用氧化物半导体的薄膜晶体管可靠性也较高。因而，已对使用氧化物半导体的液晶显示装置进行了积极研究。
氧化物半导体的特性，特别是高电子迁移率可能导致边框区域的增大。具体地说，在液晶显示(LCD)装置的边框区域中设置有静电放电(ESD)保护电路。如果氧化物半导体用于组成ESD保护电路的薄膜晶体管，则当从外部引入静电时，由于氧化物半导体的高电子迁移率，使得ESD保护电路中流动的电流增大，因而功耗增大。为了抑制使用氧化物半导体的ESD保护电路的功耗增大，期望的是将薄膜晶体管设计为具有比使用不同半导体材料的薄膜晶体管的沟道长的沟道。当与使用不同半导体材料的薄膜晶体管的情形相比时，使用氧化物半导体材料的薄膜晶体管增大了ESD保护电路区域的尺寸。因而，LCD装置中的边框区域的尺寸增大。
已对如何降低LCD装置的制造成本进行了大量研究。为了降低LCD装置的制造成本，试图减少LCD装置的掩模。
LCD装置包括多个层，所述多个层包括导电层和绝缘层。导电层通过形成在绝缘层中的接触孔彼此电连接。如果减少在制造LCD装置时使用的掩模数量，则可能不会在期望位置处形成接触孔。为了弥补这种减少带来的影响，可增加接触孔的数量，且导电层可通过连接接触孔的桥结构彼此连接。例如，导电层“A”和导电层“B”能够彼此连接。如果由于掩模减少而不能形成用于导电层“A”与导电层“B”之间的直接接触的接触孔，则可使用桥结构。此桥结构配置成利用导电层“C”将暴露导电层“A”的接触孔和暴露导电层“B”的接触孔连接。然而，如果使用这种桥结构，则接触孔的数量增加且需要确保多个接触孔之间的区域。因此，LCD装置中的边框区域进一步增大。
因为上述ESD保护电路是通过使用其中源极电极或漏极电极与栅极电极连接的多个薄膜晶体管实现的，所以需要用于将栅极电极与源极电极或漏极电极电连接的接触孔。然而，如果减少在制造LCD装置时使用的掩模数量，则不能形成用于栅极电极与源极电极或漏极电极之间的直接接触的接触孔。因此，需要占据更大面积的桥结构。
如果通过采用使用氧化物半导体的薄膜晶体管实现ESD保护电路，则由于沟道，边框不可避免地增大。因为由于所使用的掩模数量的减少而采用桥结构，所以边框区域的尺寸进一步增大。
因此，如果采用使用氧化物半导体的薄膜晶体管且为了降低制造成本而减少掩模数量，则很难实现具有窄边框区域的LCD装置。
发明内容
本发明涉及一种LCD装置，具有当通过采用氧化物半导体且使用数量减少的掩模来制造LCD装置时边框区域的尺寸不增大的结构。
因此，本发明提供一种LCD装置及其制造方法，即使当使用数量减少的掩模时，通过减少用于彼此连接导电层的接触孔数量而具有最小化尺寸的边框区域。
此外，本发明提供一种LCD装置及其制造方法，通过最小化尺寸的电源电压线单元而具有最小化尺寸的ESD保护电路。
本发明不限于前述目的，未明确提到的其他目的通过下面的描述对于所属领域普通技术人员来说将是显而易见的。
根据本发明的一个方面，提供了一种显示装置。所述显示装置包括：依次设置于基板上的第一金属层、第一绝缘层、第二金属层、第二绝缘层和第三金属层，其中所述第一绝缘层和所述第二绝缘层包括单孔桥接触部，所述单孔桥接触部用于在一个孔中暴露所述第一金属层的一部分和所述第二金属层的一部分，且其中所述第三金属层通过所述单孔桥接触部与所述第一金属层和所述第二金属层接触。
在一个实施方式中，所述第一金属层和所述第二金属层通过所述第一绝缘层的第一接触孔和所述第二绝缘层的第二接触孔的其中之一电连接，且其中所述单孔桥接触部可以是这样的结构：其中最小化了用于形成所述第一绝缘层或所述第二绝缘层的接触孔的掩模数量的增加并且最小化了由所述第一接触孔和所述第二接触孔导致的设计区域的增大。
在一个实施方式中，所述单孔桥接触部应用于静电放电保护电路，所述静电放电保护电路包括位于所述显示装置的边框区域中的含有氧化物半导体的薄膜晶体管。
在一个实施方式中，通过应用所述单孔桥接触部的结构，所述静电放电保护电路的尺寸能够实现为不大于具有等效静电放电性能且包括含有非晶硅的薄膜晶体管的静电放电保护电路的尺寸。
根据本发明的另一个方面，提供一种液晶显示装置，包括：基板，所述基板包括有源区域和围绕所述有源区域的边框区域；位于所述基板上的边框区域中的第一金属层；位于所述第一金属层上的第一绝缘层，所述第一绝缘层包括用于暴露所述第一金属层的部分顶侧的第一开口；与所述第一金属层交叠的第二金属层；位于所述第二金属层上的第二绝缘层，所述第二绝缘层包括用于暴露所述第一金属层的部分顶侧以及所述第二金属层的部分顶侧的第二开口；和导电层，所述导电层在所述第二绝缘层中的第二开口内与所述第一金属层的所暴露的部分顶侧以及所述第二金属层的所暴露的部分顶侧接触。因为所述第一金属层和所述第二金属层在所述第二绝缘层的第二开口内电连接，在由最少化数量的掩模制造的液晶显示装置中，能够减少平坦化层中的孔的数量并能够减小电路区域的尺寸。因此，能够提供一种具有较窄边框区域的液晶显示装置。
在一个实施方式中，所述液晶显示装置还包括：位于所述基板上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括含有氧化物半导体的有源层、栅极电极、源极电极和漏极电极，其中：所述第一金属层位于与所述栅极电极相同的水平面上，所述第二金属层位于与所述源极电极和所述漏极电极相同的水平面上，所述第一绝缘层是位于所述栅极电极上的栅极绝缘层，且所述第二绝缘层是配置成使所述薄膜晶体管的上部变平坦的平坦化层。
在一个实施方式中，所述液晶显示装置还包括：位于所述边框区域中的静电放电保护电路，其中所述静电放电保护电路包括所述薄膜晶体管。
在一个实施方式中，所述第一金属层从所述栅极电极延伸，且所述第二金属层从所述源极电极和所述漏极电极的其中之一延伸。
在一个实施方式中，所述液晶显示装置还包括：第一线，所述第一线位于与所述第二金属层相同的水平面上；第二线，所述第二线位于与所述第二金属层相同的水平面上且至少部分地与所述第一线平行；和第三线，所述第三线位于与所述第一金属层相同的水平面上且与所述第一线和所述第二线交叉，其中所述静电放电保护电路位于所述第一线与所述第二线之间，且其中所述薄膜晶体管位于所述第一线和所述第二线与所述第三线交叉的部分处。
在一个实施方式中，所述第一金属层与所述栅极电极和所述第三线连接，且其中所述第二金属层与所述源极电极和所述漏极电极的其中之一连接。
在一个实施方式中，所述液晶显示装置还包括：位于所述有源区域中的驱动薄膜晶体管，所述驱动薄膜晶体管配置成驱动像素且包括含有氧化物半导体的有源层，其中所述薄膜晶体管中的有源层的沟道长度比所述驱动薄膜晶体管中的有源层的沟道长度长。
在一个实施方式中，所述液晶显示装置还包括：位于所述边框区域中的电源电压线单元，其中所述电源电压线单元包括所述第一金属层、所述第二金属层和所述导电层。
在一个实施方式中，所述薄膜晶体管的有源层与所述第二金属层的底侧接触。
在一个实施方式中，所述导电层与所述有源层的横侧接触。
在一个实施方式中，所述导电层在所述第一开口和所述第二开口内与所述第一金属层、所述栅极绝缘层、所述有源层和所述第二金属层接触。
在一个实施方式中，所述液晶显示装置还包括：位于所述源极电极和所述漏极电极上的钝化层，其中所述钝化层与位于所述源极电极和所述漏极电极之间的有源层接触。
根据本发明的又一个方面，提供一种液晶显示装置的制造方法，所述液晶显示装置包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极电极，所述制造方法包括：在基板上在与所述栅极电极相同的水平面上形成第一金属层；在所述栅极电极和所述第一金属层上形成栅极绝缘层；在与所述源极电极和所述漏极电极相同的水平面上形成第二金属层，所述第二金属层部分地与所述第一金属层交叠；形成覆盖所述第二金属层的钝化层；在所述钝化层上形成平坦化层；去除所述平坦化层的一部分，以形成接触孔，所述接触孔暴露位于所述第一金属层和所述第二金属层上的钝化层；去除所述平坦化层的接触孔内的栅极绝缘层和钝化层，以暴露所述第一金属层的顶侧和所述第二金属层的顶侧；和在所述接触孔内的第一金属层的顶侧和第二金属层的顶侧上形成导电层，以将所述第一金属层与所述第二金属层电连接。由最少化数量的掩模制造液晶显示装置，此外，所述第一金属层和所述第二金属层在所述平坦化层的单个孔内通过所述导电层电连接。因而，可通过减少平坦化层中的孔的数量减小电路区域的尺寸。因此，通过使用最少化数量的掩模，能够提供具有较窄边框区域的液晶显示装置。
在一个实施方式中，所述液晶显示装置的制造方法还包括：在形成所述第二金属层之前在所述栅极绝缘层上形成含有氧化物半导体的有源层，其中所述钝化层与位于所述源极电极和所述漏极电极之间的有源层接触。
在本发明的详细描述和附图中将包括其他实施方式的细节。
根据本发明，在制造液晶显示装置时所使用的掩模数量减少的液晶显示装置的结构中，第一金属层和第二金属层通过使用单个接触孔的具体桥结构电连接，从而不必确保应用其他桥结构(例如使用两个接触孔的桥结构)所需的接触孔之间的区域。因此，在本发明中，减小了诸如静电放电保护电路之类的电路部的尺寸，从而能够减小液晶显示装置的边框区域的尺寸。
此外，可提供一种液晶显示装置，其中即使在使用氧化物半导体的液晶显示装置中静电放电保护电路的沟道长度增大，液晶显示装置的边框区域也不会增大。
而且，可提供一种液晶显示装置，其中通过减小电源电压线单元中的接触孔的尺寸并因而减小液晶显示装置的边框区域的尺寸，液晶显示装置的边框区域被最小化。
本发明的效果不限于前述效果，其他各种效果也包含在本说明书中。
附图说明
从结合附图的随后详细描述中将更清楚地理解本发明上述和其他的方面、特征和其他优点，其中：
图1是根据本发明一个实施方式的液晶显示(LCD)装置的示意性平面图；
图2是根据本发明一个实施方式的LCD装置中的图1的区域“X”的示意性平面图；
图3是根据本发明一个实施方式的LCD装置中的静电放电(ESD)保护电路的示意性电路图；
图4是根据本发明一个实施方式的图2和图3的区域“Y”的示意性放大平面图；
图5是根据本发明一个实施方式的沿图4的线V-V’获取的LCD装置的示意性剖面图；
图6是根据本发明另一个实施方式的LCD装置的示意性平面图；
图7是描述根据本发明一个实施方式的LCD装置的制造方法的示意性流程图；以及
图8A到8F是描述根据本发明一个实施方式的LCD装置的制造方法的示意性工艺剖面图。
具体实施方式
通过下面参照附图描述的实施方式将更加清楚地理解本发明的优点和特征以及其实现方法。然而，本发明不限于下列实施方式，而是可以以各种不同的形式实施。提供这些实施方式仅是为了使本发明的公开内容完整。本发明将由所附权利要求书限定。
为了描述本发明的实施方式而在附图中显示出的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅仅是示例，本发明并不限于此。相似的参考标记一般在整个说明书和附图中表示相似的元件。此外，在下面的描述中，可能省略对已知相关技术的详细解释，以避免不必要地使本发明的主题模糊不清。在此使用的诸如“包括”、“具有”和“包含”之类的术语一般意在允许添加其他组件，除非该术语使用了“仅”。
即使没有明确说明，分量被解释为含有通常的误差范围。
当使用诸如“在……上”、“在……上方”、“在……下方”、“在……之后”等之类的术语描述两部分之间的位置关系时，可在这两个部分之间设置一个或多个部分，除非这些术语使用了“紧接”或“直接”。
当元件或层被称为位于其他元件或层“上”时，其可直接位于该其他元件或层上，或者可存在中间元件或层。
尽管使用了术语“第一”、“第二”等描述各种组件，但这些组件不受这些术语限制。这些术语仅仅是用于区分一个组件与其他组件。因此，在本发明的技术构思内，下面提到的第一组件可以是第二组件。
在整个说明书中，相同的参考标记表示相同的元件。
因为为了便于解释而呈现出附图中所示的每个组件的尺寸和厚度，所以本发明不必限于所示出的每个组件的尺寸和厚度。
本发明各实施方式的特征能够彼此部分或整体地结合或组合，且能够以所属领域普通技术人员能够完全理解的各种技术方式进行互锁和操作，且这些实施方式能够独立地或彼此相关地实施。
下文，将参照附图详细描述本发明的各实施方式。
图1是根据本发明一个实施方式的液晶显示(LCD)装置的示意性平面图。图2是根据本发明一个实施方式的LCD装置中的图1的区域X的示意性平面图。图3是根据本发明一个实施方式的LCD装置中的静电放电(ESD)保护电路的示意性电路图。为便于解释，图2仅图解了导电层或半导体层。参照图1和图2，液晶显示(LCD)装置100包括基板110、第一数据线“DL1”、第二数据线“DL2”、电源电压线150、薄膜晶体管TR1到TR6及其源极“S”、漏极“D”和栅极“G”、以及导电层125。图2中的薄膜晶体管TR1到TR6对应于图3的电路图中图解的薄膜晶体管TR1到TR6。
基板110支撑形成于基板110上的各元件。参照图1，基板110包括有源区域“AA”、边框区域“BA”和焊盘区域“PA”。在有源区域“AA”中，设置有液晶层和用于控制液晶层的组件。边框区域“BA”是指配置成围绕有源区域“AA”且其中设置有线单元和各种电路的区域。焊盘区域“PA”是指设置在基板110的一侧上且其中设置有焊盘部的区域，其中焊盘部与柔性印刷电路板连接。在图1的区域“X”中，设置有从焊盘区域“PA”延伸到有源区域“AA”的多条数据线以及与数据线连接的静电放电(ESD)保护电路。然而，本发明并不限于此，ESD保护电路可与栅极线连接。ESD保护电路配置成抑制所施加的静电施加给有源区域“AA”。因而，ESD保护电路保护有源区域“AA”内的组件，ESD保护电路可包括多个薄膜晶体管TR1到TR6。薄膜晶体管TR1到TR6位于显示装置100的边框区域BA中。
多个薄膜晶体管TR1到TR6包括有源层122、栅极电极“G”、源极电极“S”和漏极电极“D”。可使用氧化物半导体形成有源层122。在一个区域中，有源层122在源极电极“S”和漏极电极“D”之间形成沟道，且在其他区域中，有源层122形成为与源极电极“S”和漏极电极“D”交叠。ESD保护电路中的薄膜晶体管TR1到TR6的沟道长度比有源区域“AA”中的驱动薄膜晶体管的沟道长度长，以更容易地发射静电。此外，氧化物半导体具有显著高于其他硅半导体的电子迁移率，因而ESD保护电路中流动的电流增大。因而，ESD保护电路中的功耗增大。为了抑制功耗增大，期望的是形成比使用其他硅半导体的情形长的沟道。如果通过使用每个都采用氧化物半导体作为有源层122的薄膜晶体管TR1到TR6构成ESD保护电路，则与沟道长度的增大相对应，ESD保护电路的尺寸可能增大。为了减小ESD保护电路的尺寸，期望的是减小除了有源层122之外的其他组件的尺寸。可通过将接触孔的数量最少化和将边框区域“BA”的尺寸最小化来减小LCD装置100中的ESD保护电路的尺寸。下文中，将参照图2和图3描述LCD装置100的组件以及经由第一接触孔“CNT1”的连接关系。
参照图2，设置有第一数据线(或称第一线)“DL1”以及至少部分地与第一数据线“DL1”平行的第二数据线(或称第二线)“DL2”。第一数据线“DL1”和第二数据线“DL2”向着薄膜晶体管TR1、TR2、TR5和TR6延伸，以形成薄膜晶体管TR1、TR2、TR5和TR6的电极。电源电压线150设置成与第一数据线“DL1”和第二数据线“DL2”交叉，电源电压线150例如可以是Vcom线。通过使用薄膜晶体管TR1到TR6构成的ESD保护电路设置在第一数据线“DL1”和第二数据线“DL2”之间。
参照图3，第一薄膜晶体管TR1的源极电极“S”、第二薄膜晶体管TR2的漏极电极“D”以及第一数据线DL1与第一薄膜晶体管TR1的栅极电极“G”连接。在图2中，第一薄膜晶体管TR1的源极电极“S”、第二薄膜晶体管TR2的漏极电极“D”以及第一数据线DL1设置于同一水平面上；然而，它们与第一薄膜晶体管TR1的栅极电极“G”设置于不同的水平面上且通过第一接触孔“CNT1”彼此电连接。
第一接触孔“CNT1”是穿过导电层125且将位于栅极电极“G”的水平面上的金属层与位于第一薄膜晶体管TR1的源极电极“S”或第二薄膜晶体管TR2的漏极电极“D”的水平面上的金属层连接的接触孔。第一薄膜晶体管TR1的栅极电极“G”和第一薄膜晶体管TR1的源极电极“S”通过第一接触孔“CNT1”彼此交叠地彼此连接。因为第一薄膜晶体管TR1的栅极电极“G”和第一薄膜晶体管TR1的源极电极“S”彼此交叠地彼此连接，所以第一接触孔“CNT1”的尺寸可被最小化。导电层125设置在与LCD装置100的像素电极相同的水平面上，但并不限于此，根据LCD装置100的结构，导电层125可设置在与公共电极相同的水平面上。导电层可与有源层的横侧接触。
类似地，如果位于第二薄膜晶体管TR2的栅极电极“G”的水平面上的金属层和位于第三薄膜晶体管TR3的源极电极“S”或第一薄膜晶体管TR1的漏极电极“D”的水平面上的金属层彼此不交叠，则采用穿过第二接触孔“CNT2”和第三接触孔“CNT3”的桥结构。第二接触孔“CNT2”配置成暴露第三薄膜晶体管TR3的源极电极“S”或第一薄膜晶体管TR1的漏极电极“D”的顶侧的一部分，第三接触孔“CNT3”配置成暴露第二薄膜晶体管TR2的栅极电极“G”的顶侧的一部分。导电层125将通过第二接触孔“CNT2”暴露的第一薄膜晶体管TR1的漏极电极“D”与通过第三接触孔“CNT3”暴露的第二薄膜晶体管TR2的栅极电极“G”电连接。图3图解了第二薄膜晶体管TR2的栅极电极“G”通过第二接触孔“CNT2”和第三接触孔“CNT3”与第三薄膜晶体管TR3的源极电极“S”和第一薄膜晶体管TR1的漏极电极“D”连接的构造，但本发明并不限于此。位于与第二薄膜晶体管TR2的栅极电极“G”相同的水平面上的金属层和位于与第三薄膜晶体管TR3的源极电极“S”及第一薄膜晶体管TR1的漏极电极“D”相同的水平面上的金属层可通过第一接触孔“CNT1”彼此连接。例如，金属层可从第一薄膜晶体管TR1的漏极电极“D”延伸、然后与第二薄膜晶体管TR2的栅极电极“G”交叠，从第一薄膜晶体管TR1的漏极电极“D”延伸的金属层可通过第一接触孔“CNT1”与第二薄膜晶体管TR2的栅极电极“G”连接。
同时，可分别在第一薄膜晶体管TR1的栅极电极“G”和第一薄膜晶体管TR1的源极电极“S”中形成第三接触孔“CNT3”和第二接触孔“CNT2”。此外，栅极电极“G”和源极电极“S”可通过导电层125彼此连接。然而，因为在接触孔“CNT2”和“CNT3”之间需要超过预定长度的裕度，所以使用多个接触孔“CNT2”和“CNT3”的桥结构增大了用于形成薄膜晶体管的区域。
特别是，如果使用两个接触孔“CNT2”和“CNT3”的桥结构应用于第三薄膜晶体管TR3的漏极电极“D”和栅极电极“G”且应用于第四薄膜晶体管TR4的漏极电极“D”和栅极电极“G”，则ESD保护电路的尺寸大大增大。因此，在LCD装置100中，栅极电极“G”通过单个第一接触孔“CNT1”与源极电极“S”或漏极电极“D”电连接。就是说，对设置于显示装置的边框区域“BA”中且包括含有氧化物半导体的薄膜晶体管的ESD保护电路应用单孔桥接触部(one-holebridgecontactportion)。下文中，将更详细地描述第一接触孔“CNT1”和单孔桥接触部。
图4是图2和图3的区域“Y”的示意性放大平面图。图5是沿图4的线V-V’获取的LCD装置的示意性剖面图。在第一数据线“DL1”和第二数据线“DL2”与电源电压线(或称第三线)150交叉的部分处，设置有第三薄膜晶体管TR3和第四薄膜晶体管TR4。第三薄膜晶体管TR3的栅极电极“G”和漏极电极“D”、第二薄膜晶体管TR2的源极电极“S”、以及第四薄膜晶体管TR4的栅极电极“G”和漏极电极“D”电连接。第一金属层121从电源电压线150延伸，且第二金属层123从第三薄膜晶体管TR3的漏极电极“D”延伸。
在图5中，第一金属层121设置于基板110上，且在第一金属层121上设置有栅极绝缘层112。栅极绝缘层112也可称为第一绝缘层112。栅极绝缘层112包括用于暴露第一金属层121的部分顶侧的第一开口“H1”。在栅极绝缘层112上依次设置有源层122和第二金属层123。就是说，有源层122设置成与第二金属层123的底部接触。
此外，第二金属层123的一部分与第一金属层121交叠。在第二金属层123上设置有钝化层113。在钝化层113上设置有平坦化层114，例如用于使薄膜晶体管的上部变平坦。平坦化层114也可称为第二绝缘层114。在平坦化层114的上部上可设置公共电极。如果设置公共电极，则公共电极可设置成至少覆盖由氧化物半导体形成的有源层122所形成的沟道区域。在平坦化层114上设置有上部绝缘层115，上部绝缘层115形成在大致与钝化层113相同的区域中。钝化层113、平坦化层114和上部绝缘层115包括用于暴露第二金属层123的顶侧或部分顶侧以及第一金属层121的顶侧或部分顶侧的第二开口“H2”。就是说，第一接触孔“CNT1”具有其中栅极绝缘层112中的第一开口“H1”和钝化层113、平坦化层114及上部绝缘层115中的第二开口“H2”组合成一体的形状。例如，第一接触孔“CNT1”和第二接触孔“CNT2”中的第一绝缘层112和第二绝缘层114包括用于一次暴露部分第一金属层121和部分第二金属层123的单孔桥接触部。单孔桥接触部是这样的结构：配置成将用于形成接触孔所需的掩模数量的增加以及由接触孔导致的设计区域的增大最小化，其中接触孔包括位于第一绝缘层112和第二绝缘层114中的第一和第二开口“H1”和“H2”。导电层125也可称为第三金属层125，第三金属层125实现为通过单孔桥接触部与第一金属层121和第二金属层123接触。导电层125设置在暴露于第一接触孔“CNT1”内的第一金属层121的顶侧以及第二金属层123的顶侧上，且导电层125配置成将第一金属层121的顶侧与第二金属层123的顶侧电连接。导电层125沿第二金属层123、有源层122和栅极绝缘层112的横侧从第二金属层123的顶侧延伸并覆盖第一金属层121的顶侧。就是说，导电层125在第一接触孔“CNT1”内与第一金属层121、栅极绝缘层112、有源层122和第二金属层123直接接触。这是因为LCD装置100使用了数量减少的掩模。将参照图7和8A到图8F描述其更多细节。
在LCD装置100中，第一金属层121和第二金属层123在单个第一接触孔“CNT1”内通过导电层125彼此电连接。因而，减小了接触孔的尺寸且不需要接触孔之间的工艺裕度。因此，可减小ESD保护电路的尺寸，因而可提供具有较窄边框区域的LCD装置100。换句话说，如果应用单孔桥接触部，能够减小包括含有氧化物半导体的薄膜晶体管的ESD保护电路的尺寸。此尺寸不大于具有等效ESD性能且包括含有非晶硅的薄膜晶体管的ESD保护电路的尺寸。
图6是根据本发明另一个实施方式的液晶显示(LCD)装置的示意性平面图。图6图解了设置于液晶显示(LCD)装置600的边框区域中的电源电压线单元，并图解了图5中所示的第一接触孔“CNT1”应用于与ESD保护电路不同的电源电压线单元的另一个实施方式。应用于电源电压线单元的第一接触孔“CNT1”的剖面图大致与图5中所示的第一接触孔“CNT1”的剖面图相同，因而在此将其省略。
在电源电压线单元上设置有延伸到有源区域的多条栅极线620。此外，在与多条栅极线620相同的水平面上设置有第一金属层640。第一金属层640在多条栅极线620之间设置成与多条栅极线620平行。第一金属层640可以是配置成向有源区域施加电源电压信号的附加电源电压线。在第一金属层640上设置有栅极绝缘层。在栅极绝缘层上设置有位于与源极电极和漏极电极相同的水平面上的第二金属层630。第二金属层630在与源极电极和漏极电极相同的水平面上形成为与第一金属层640和栅极线620交叠。第二金属层630传输电源电压信号。为了将电源电压信号从第二金属层630传输到第一金属层640，第二金属层630和第一金属层640通过第一接触孔“CNT1”彼此连接。
第二金属层630包括多个开口630a。多个开口630a配置成暴露第一金属层640的顶侧的一部分。尽管图中未示出，但在第二金属层630上设置有诸如钝化层、平坦化层和上部绝缘层之类的绝缘层。钝化层、平坦化层和上部绝缘层包括配置成暴露第二金属层630的部分顶侧以及第一金属层640的顶侧的开口。就是说，第一接触孔“CNT1”具有其中多个开口630a和钝化层、平坦化层及上部绝缘层中的开口组合成一体的形状。第一金属层640的顶侧通过第二金属层630中的开口630a暴露，且第二金属层630的顶侧通过导电层625彼此电连接。
在LCD装置600中，因为第一金属层640和第二金属层630通过单个第一接触孔“CNT1”彼此电连接，所以可减小电源电压线单元的尺寸。因此，能够实现具有较薄边框的LCD装置600。
图7是描述根据本发明一个实施方式的液晶显示(LCD)装置的制造方法的示意性流程图。图8A到8F是描述根据本发明一个实施方式的液晶显示(LCD)装置的制造方法的示意性工艺剖面图。
在根据本发明一个实施方式的液晶显示(LCD)装置的制造方法中，为了减少LCD装置中使用的掩模数量，同时图案化多个层。根据其中同时图案化多个层的LCD装置的制造方法，接触孔的数量被最少化，从而能够实现具有减小的边框区域的LCD装置。
首先，在基板110上的同一水平面上形成栅极电极和第一金属层121。参照图8A，在基板110上形成第一金属层121。尽管图8A中未示出，但可将第一金属层121图案化。在栅极电极和第一金属层121上形成栅极绝缘层812。在基板110的整个表面上设置未图案化的栅极绝缘层812。
第二金属层123部分地与第一金属层121交叠且第二金属层123形成在与源极电极和漏极电极相同的水平面上。参照图8B，图案化并设置第二金属层123和有源层122。有源层122可含有位于栅极绝缘层812上的氧化物半导体，且有源层122可在形成第二金属层123之前形成。在一个实施方式中，在整个表面上依次沉积有源层122和第二金属层123，并可使用半色调掩模执行光刻工艺，从而不在源极电极和漏极电极之间的有源层122上形成第二金属层123。根据此工艺，能够减少掩模数量，但有源层122与第二金属层123的底部接触，如图8B中所示。
用于形成有源层122的工艺不限于使用半色调掩模的工艺，其可使用利用蚀刻阻止部的工艺或者将有源层122图案化的工艺。
形成钝化层813，以覆盖第二金属层123。参照图8C，在基板110的整个表面上形成未图案化的钝化层813。如果通过使用半色调掩模的工艺形成有源层122，则钝化层813与源极电极和漏极电极之间的有源层122直接接触。在第二金属层123上形成平坦化层114，并去除平坦化层114的一部分，以形成暴露位于第一金属层121和第二金属层123上的钝化层813的孔。此外，可在平坦化层114上设置公共电极，并可在形成有孔的平坦化层114的上部上设置上部绝缘层815，以将公共电极与诸如像素电极之类的其他导电材料绝缘。然而，本发明并不限于此，根据LCD装置100的结构，像素电极和公共电极可设置在同一平面上或者像素电极可设置在公共电极下方。
如果设置上部绝缘层815，则上部绝缘层815设置在基板110的整个表面上，如图8D中所示。然后，从平坦化层114中的孔去除栅极绝缘层812和钝化层813，以暴露第二金属层123的部分顶侧以及第一金属层121的顶侧。然后，在平坦化层114中的孔内形成导电层125，导电层125设置在第一金属层121的顶侧和第二金属层123的顶侧上且配置成将第一金属层121与第二金属层123电连接。
参照图8D，栅极绝缘层812、钝化层813和上部绝缘层815设置在基板110的整个表面上。在根据本发明一个实施方式的LCD装置的制造方法中，通过一次去除栅极绝缘层812、钝化层813和上部绝缘层815中的至少两个层的一部分，能够减少掩模数量。
特别是，如果栅极绝缘层812是被一次去除的两个或更多个层的其中之一，则不能形成用于将第一金属层121与第二金属层123直接连接的栅极绝缘层812的开口。因此，在同时图案化多个层的LCD装置的制造方法中，第一金属层121和第二金属层123不能彼此直接连接。因此，现有技术公开了一种分别通过分离的孔暴露第一金属层121的上部和第二金属层123的上部的结构。此外，第一金属层121的上部和第二金属层123的上部通过导电层125彼此电连接。然而，每个孔都具有最小所需尺寸且在孔之间需要裕度。因此，如果在边框区域中设置这种结构，边框区域的尺寸增大。
然而，参照图8E和图8F，即使一次去除栅极绝缘层112、钝化层113和上部绝缘层115，因为第一金属层121和第二金属层123设置成彼此交叠，所以第一金属层121的上部和第二金属层123的上部能够在单个第一接触孔“CNT1”内通过导电层125连接。
在根据本发明一个实施方式的LCD装置的制造方法中，由最少化数量的掩模制造LCD装置。此外，LCD装置的第一金属层121和第二金属层123在平坦化层114中的单个接触孔内通过导电层125彼此电连接。因而，通过在保持最少化数量的掩模的同时减少平坦化层114中的孔的数量，可减小边框区域的尺寸。就是说，能够通过使用最少化数量的掩模提供具有较窄边框区域的LCD装置。
尽管已参照附图详细描述了本发明的实施方式，但本发明并不限于此，在不背离本发明的技术构思的情况下，本发明可以以许多不同形式实施。因此，提供本发明的实施方式仅是为了举例说明的目的，而不意在限制本发明的技术构思的范围。因此，应当理解，上述实施方式在所有方面都是示例性的，并不限制本发明。应当基于所附的权利要求书解释本发明的保护范围，其等同范围内的所有技术构思都应解释为落入本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种显示装置，包括：
依次设置于基板上的第一金属层、第一绝缘层、第二金属层、第二绝缘层和第三金属层，
其中所述第一绝缘层和所述第二绝缘层包括单孔桥接触部，所述单孔桥接触部用于在一个孔中暴露所述第一金属层的一部分和所述第二金属层的一部分，且
其中所述第三金属层通过所述单孔桥接触部与所述第一金属层和所述第二金属层接触。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述第一金属层和所述第二金属层通过所述第一绝缘层的第一接触孔和所述第二绝缘层的第二接触孔的其中之一电连接，且
其中所述单孔桥接触部是这样的结构：其中减少了用于形成所述第一绝缘层或所述第二绝缘层的接触孔的掩模数量的增加并且减小了由所述第一接触孔和所述第二接触孔导致的设计区域的增大。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述单孔桥接触部应用于静电放电保护电路，所述静电放电保护电路包括位于所述显示装置的边框区域中的含有氧化物半导体的薄膜晶体管。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中通过应用所述单孔桥接触部的结构，所述静电放电保护电路的尺寸实现为不大于具有等效静电放电性能且包括含有非晶硅的薄膜晶体管的静电放电保护电路的尺寸。
5.一种液晶显示装置，包括：
基板，所述基板包括有源区域和围绕所述有源区域的边框区域；
位于所述基板上的边框区域中的第一金属层；
位于所述第一金属层上的第一绝缘层，所述第一绝缘层包括用于暴露所述第一金属层的部分顶侧的第一开口；
与所述第一金属层交叠的第二金属层；
位于所述第二金属层上的第二绝缘层，所述第二绝缘层包括用于暴露所述第一金属层的部分顶侧以及所述第二金属层的部分顶侧的第二开口；和
导电层，所述导电层在所述第二绝缘层中的第二开口内与所述第一金属层的所暴露的部分顶侧以及所述第二金属层的所暴露的部分顶侧接触。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，还包括：
位于所述基板上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括含有氧化物半导体的有源层、栅极电极、源极电极和漏极电极，
其中：
所述第一金属层位于与所述栅极电极相同的水平面上，
所述第二金属层位于与所述源极电极和所述漏极电极相同的水平面上，
所述第一绝缘层是位于所述栅极电极上的栅极绝缘层，且
所述第二绝缘层是配置成使所述薄膜晶体管的上部变平坦的平坦化层。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，还包括：
位于所述边框区域中的静电放电保护电路，
其中所述静电放电保护电路包括所述薄膜晶体管。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中：
所述第一金属层从所述栅极电极延伸，且
所述第二金属层从所述源极电极和所述漏极电极的其中之一延伸。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，还包括：
第一线，所述第一线位于与所述第二金属层相同的水平面上；
第二线，所述第二线位于与所述第二金属层相同的水平面上且至少部分地与所述第一线平行；和
第三线，所述第三线位于与所述第一金属层相同的水平面上且与所述第一线和所述第二线交叉，
其中所述静电放电保护电路位于所述第一线与所述第二线之间，且
其中所述薄膜晶体管位于所述第一线和所述第二线与所述第三线交叉的部分处。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中所述第一金属层与所述栅极电极和所述第三线连接，且
其中所述第二金属层与所述源极电极和所述漏极电极的其中之一连接。
11.根据权利要求6所述的液晶显示装置，还包括：
位于所述有源区域中的驱动薄膜晶体管，所述驱动薄膜晶体管配置成驱动像素且包括含有氧化物半导体的有源层，
其中所述薄膜晶体管中的有源层的沟道长度比所述驱动薄膜晶体管中的有源层的沟道长度长。
12.根据权利要求5所述的液晶显示装置，还包括：
位于所述边框区域中的电源电压线单元，
其中所述电源电压线单元包括所述第一金属层、所述第二金属层和所述导电层。
13.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中所述薄膜晶体管的有源层与所述第二金属层的底侧接触。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其中所述导电层与所述有源层的横侧接触。
15.根据权利要求13所述的液晶显示装置，其中所述导电层在所述第一开口和所述第二开口内与所述第一金属层、所述栅极绝缘层、所述有源层和所述第二金属层接触。
16.根据权利要求6所述的液晶显示装置，还包括：
位于所述源极电极和所述漏极电极上的钝化层，
其中所述钝化层与位于所述源极电极和所述漏极电极之间的有源层接触。
17.一种液晶显示装置的制造方法，所述液晶显示装置包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极电极，所述制造方法包括：
在基板上在与所述栅极电极相同的水平面上形成第一金属层；
在所述栅极电极和所述第一金属层上形成栅极绝缘层；
在与所述源极电极和所述漏极电极相同的水平面上形成第二金属层，所述第二金属层部分地与所述第一金属层交叠；
形成覆盖所述第二金属层的钝化层；
在所述钝化层上形成平坦化层；
去除所述平坦化层的一部分，以形成接触孔，所述接触孔暴露位于所述第一金属层和所述第二金属层上的钝化层；
去除所述平坦化层的接触孔内的栅极绝缘层和钝化层，以暴露所述第一金属层的顶侧和所述第二金属层的顶侧；和
在所述接触孔内的第一金属层的顶侧和第二金属层的顶侧上形成导电层，以将所述第一金属层与所述第二金属层电连接。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置的制造方法，还包括：
在形成所述第二金属层之前在所述栅极绝缘层上形成含有氧化物半导体的有源层，
其中所述钝化层与位于所述源极电极和所述漏极电极之间的有源层接触。
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