Oxide and organic electronics based circuit design for a smart contact lens

Problem Definition:

Aniridia is an eye condition where the iris is (partially) missing and whereby patients are severely light sensitive. Patients therefore sometimes wear contact lenses with an artificial iris on or undergo a surgical procedure in which an artificial iris with a fixed shape and inner diameter is inserted in the eye. Although this can already greatly improve the life quality of the patient, these artificial irises do not adapt to changing light conditions. Moreover, the surgery can have possible complications.

Objectives:

Recently, the Centre for Microsystems Technology developed a technology in which spherical, lenticular surfaces become dark under influence of a voltage in the order of milliseconds. When using concentric pixels, this technology can be deployed as an tunable artificial iris in the form of an easy removable 'smart' contact lens (see video's below). In this master thesis the student will design the circuit which will drive these pixels. For this we will not use the classic, silicon based chips, but rather turn to oxide and organic electronics. These electronic components can be deposited on flexible transparent substrates and have the additional advantage of being very cheap, both features which are beneficial for our application. After the design of the circuit and verification by measurements, a demonstrator will be fabricated including both the electro-optic element as the circuit.

http://www.youtube.com/watch?v=0WJXjPpZgjo  
http://www.youtube.com/watch?v=DFMDN5JR5Yc 

A microprocessor based oxide electronics processed on a flexible, transparent foil.

Keywords:

smart contact lens, oxide electronics, organic electronics

Location:

CMST (Zwijnaarde), Imec (Heverlee)


Probleemstelling:

Aniridie is een oogafwijking waarbij de iris (gedeeltelijk) ontbreekt en waarbij de patiënten bijgevolg ernstig lichtgevoelig zijn. Patiënten dragen daarom soms contactlenzen met een artificiële iris op of ondergaan een chirurgische ingreep waarbij een artificiële iris met een vaste vorm en binnendiameter in het oog wordt aangebracht. Hoewel dit de levenskwaliteit van de patiënt al danig kan verbeteren, kunnen deze artificiële irissen zich niet aanpassen aan veranderende lichtomstandigheden. Bovendien kan de chirurgische ingreep mogelijke complicaties met zich meebrengen.

Doelstelling:

Recent werd er in het Centre for Microsystems Technology een elektro-optische technologie ontwikkeld die het mogelijk maakt om sferische, lensvormige oppervlakken onder invloed van een spanning donker te maken en dit in de orde van milliseconden. Door gebruik te maken van concentrische pixels kan deze technologie dienen als schakelbare artificiële iris in de vorm van een makkelijk uitneembare 'slimme' contactlens (zie onderstaande video's). In deze masterproef dient de student het circuit te ontwikkelen die deze pixels stuurt. Hiervoor zal geen beroep gedaan worden op klassieke, silicium-gebaseerde chips, maar op oxide en organische elektronica. Deze elektronische componenten kunnen aangebracht worden op transparante flexible substraten en hebben al bijkomend voordeel dat ze heel goedkoop zijn, wat beiden voordelig is voor de beoogde applicatie. Na het ontwerp van het circuit en verificatie door metingen, zal een demonstrator gefabriceerd waarin zowel de elektro-optische component als het circuit gecombineerd worden.

Trefwoorden:

smart contact lens, oxide electronics, organic electronics

Locatie:

CMST (Zwijnaarde), Imec (Heverlee)