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Tipos de ecrãs tácteis, história e funcionamento

Tipos de ecrãs tácteis, história e funcionamento

Os ecrãs tácteis permitem uma forma mais intuitiva e direta de interagir com os dispositivos; tornaram-se omnipresentes no nosso mundo moderno, desde os smartphones às máquinas de self-service, e a sua ampla adoção mudou a forma como interagimos com a tecnologia.


O que é um ecrã sensível ao toque?

Um ecrã táctil é uma interface de entrada de ecrã, geralmente um ecrã transparente, que permite aos utilizadores interagir com um dispositivo identificando entradas de toque na superfície do ecrã. Na maioria dos ecrãs tácteis, as entradas de toque são detetadas utilizando as propriedades elétricas do corpo humano, especificamente a natureza condutora das pontas dos nossos dedos. Esta condutividade permite que o dispositivo reconheça e registe o nosso toque como uma entrada.

Painel LCD e ecrã táctil capacitivo da Newhaven Display a serem montados.

Two widely used touchscreen technologies, resistive and capacitive, involve placing a touch panel over electronic displays like  LCDs or OLEDs to enable touch detection. Users can perform various actions, including selecting, scrolling, zooming, drawing, sliding, etc.

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Uma das principais vantagens dos ecrãs tácteis é que eliminam a necessidade de dispositivos de entrada tradicionais, como o rato, o teclado ou os botões físicos. Isto porque os ecrãs tácteis permitem que os utilizadores interajam diretamente com o conteúdo digital tocando, deslizando, pinçando, deslizando e aplicando zoom com os dedos ou com uma caneta. Isto facilita a navegação em menus, a seleção de opções e a execução de outras tarefas em dispositivos digitais, particularmente em dispositivos mais pequenos, como smartphones e tablets, onde os dispositivos de entrada tradicionais podem não ser práticos.

touchscreen Type Examples


História dos ecrãs sensíveis ao toque

A história dos ecrãs tácteis remonta à década de 1960, quando os primeiros dispositivos de entrada baseados no toque foram desenvolvidos para utilização em painéis de controlo e outras aplicações especializadas. Na linha do tempo que se segue, iremos explorar os principais momentos e inovações no desenvolvimento de ecrãs tácteis, desde os seus primórdios até aos dias de hoje.

Antevisão da linha do tempo da história dos ecrãs touchscreen

Inventor / Organização Significado Ano
Leon D Harmon
Bell Telephone Laboratories Inc (AT&T)
Primeira caneta touchscreen. 1960
E.A. Johnson
UK Royal Radar Establishment
Primeiro ecrã sensível ao toque acionada pelos dedos. 1965
Dr. Samuel Hurst
Elographics Inc
Primeiro ecrã sensível ao toque resistivo (não transparente). 1971
Universidade de Illinois Ecrã táctil feito com sensores infravermelhos e fototransistores. 1972
Frank Beck & Bent Stumpe
CERN
Primeiro ecrã sensível ao toque transparente capacitivo. 1973
Dr. Samuel Hurst
Elographics Inc
Primeira tela sensível ao toque transparente e resistiva. 1974
Input Research Group
University of Toronto
First multi-touchscreen. 1982
IBM IBM Simon - o primeiro telemóvel com ecrã táctil resistivo operado com uma caneta. 1994
LG LG KE850 Prada - o primeiro telemóvel com ecrã táctil capacitivo. A Apple revelou o primeiro iPhone um mês depois. 2006
1960 — Primeiro ecrã táctil registado (acionado por caneta).

Bell Telephone Laboratories Inc (now AT&T) published one of the earliest versions of a touchscreen in 1960, which was later patented in 1962 under the US 3016421A. This touchscreen uses a grid of straight lights that aim straight down onto the surface and is designed to work only with a stylus, not a finger. The photodetectors register a touch when a beam of light in the grid is interrupted by the touch of the stylus.

Primeira tela sensível ao toque
O primeiro ecrã sensível ao toque foi criado em 1960 e patenteado pela AT&T em 1962.
1965 — O primeiro ecrã sensível ao toque acionada pelos dedos.

Eric Johnson, who was based at the Royal Radar Establishment in Malvern, England, developed the first touchscreen that could be operated by a finger to aid traffic control. His work on capacitive touchscreens was initially described in 1965, and he later elaborated on it with photographs and diagrams in an article published in 1967. He filed for a patent in the UK (GB3352465) in 1965, and the US patent US3482241A was granted in 1969.

1971 — O primeiro ecrã sensível ao toque resistiva.

O Dr. Samuel Hurst é creditado pelo desenvolvimento do primeiro ecrã táctil resistivo em 1971, embora não fosse transparente. Em 1974, criou um ecrã sensível ao toque transparente.

1972 --Ecrãs tácteis com sensores infravermelhos e fototransistores.

In 1972, the University of Illinois developed a touchscreen for a terminal system called the PLATO IV, which was used in educational settings. The touchscreen had an array of 16x16 infrared sensors made up of LEDs and phototransistors on the edges of the screen that allowed it to detect touch when an object was in close proximity to the screen.

Ecrã táctil Platão IV
Ecrã táctil Plato IV.
1973 -- Primeiro ecrã táctil capacitivo transparente.

No início dos anos 70, dois engenheiros do CERN (Organização Europeia para a Investigação Nuclear), Frank Beck e Bent Stumpe, criaram um ecrã táctil transparente com base no trabalho anterior de Stumpe numa fábrica de TV no início dos anos 60. O CERN começou a fabricá-los em 1973.

ecrã sensível ao toque transparente por Bent Stumpe
Ecrã táctil capacitivo transparente criado por Bent Stumpe.
1974 -- Primeiro ecrã táctil resistivo transparente.

Dr. Samuel Hurst created the first resistive touchscreen that included a transparent surface which he filed patent US3911215A that was granted in 1975 for the company he founded - Elographics Inc.

Ecrã sensível ao toque transparente Accutouch
The Accutouch, created by Elographics in 1974, was the first transparent touchscreen. It utilized 5-wire resistive technology.

In the early 1980s, touchscreens began to be used in consumer electronics, particularly in kiosks and ATMs.

1982 -- Tecnologia multi-toque.

O primeiro sistema de ecrã táctil multitoque foi criado em 1982 pelo Input Research Group da Universidade de Toronto, utilizando um painel de vidro fosco com uma câmara posicionada atrás do mesmo, marcando o início da tecnologia multitoque.

Início dos anos 80 - final dos anos 90 -- Características e desenvolvimento baseados em gestos de ecrã táctil

Ao longo das décadas de 80 e 90, foram realizadas extensas pesquisas para melhorar a precisão e a funcionalidade da tecnologia de ecrã táctil, incorporando uma variedade de características baseadas em gestos, tais como deslizar, deslizar, tocar e clicar, levantar, multi-toque e muito mais.

Celulares

O primeiro ecrã táctil resistivo operado com uma caneta, o IBM Simon, foi lançado pela IBM em 1993. A 12 de dezembro de 2006, a LG anunciou o LG KE850 Prada, o primeiro telemóvel com ecrã táctil capacitivo. A Apple revelou o seu primeiro iPhone com ecrã táctil capacitivo um mês depois, em janeiro de 2007.

2000 - Hora actual -- Difusão e desenvolvimento global de ecrãs tácteis capacitivos

Os ecrãs tácteis existem desde os anos 60, com melhorias significativas durante os anos 80 e 90, mas só na década de 2000 é que passaram a ser amplamente utilizados em eletrónica de consumo, como telemóveis, computadores portáteis, tablets e outros dispositivos portáteis. Isto deveu-se em parte ao desenvolvimento de novas tecnologias, como ecrãs tácteis capacitivos, que permitiram entradas de toque mais precisas e responsivas.

Um estudo da DisplaySearch revelou que, em 2018, os ecrãs tácteis capacitivos representaram mais de 70% das remessas globais, enquanto os ecrãs tácteis resistivos representaram apenas 3%.


How Do touchscreens Work?

The primary components of a touchscreen display are the touch sensor, controller, and software. The touch sensor, also known as a touch panel, consists of a touch-sensitive surface that detects changes in electrical properties such as current, voltage, capacitance, or resistance. The controller, a hardware component, converts the electrical changes detected by the touch panel into signals that are used to interpret touch gestures such as touching, sliding, zooming, swiping, etc. Finally, upon receiving these touch signals, the software can process them and react to them by completing specific functions and, if needed, transmit instructions to the device, triggering actions like activating a motor, changing screen information, shutting down equipment, adjusting brightness, increasing volume, and so on.

Estrutura dos ecrãs sensíveis ao toque e como funcionam
Estrutura dos ecrãs sensíveis ao toque e como funcionam.

Como funcionam os ecrãs tácteis: passo a passo

  1. Ativação do sensor de toque - O utilizador interage com a superfície sensível ao toque, provocando alterações nas suas propriedades elétricas, como corrente, voltagem, capacitância ou resistência.
  2. Processamento do controlador - O controlador de hardware deteta as alterações elétricas no painel tátil, identifica gestos de toque específicos (tocar, deslizar, aplicar zoom, deslizar, etc.), converte-os em sinais e envia-os para o software.
  3. Resposta do software - O software recebe os sinais de toque e processa-os para executar funções ou tarefas específicas.

Tipos de ecrãs sensíveis ao toque

Embora os dois tipos mais comuns de ecrãs tácteis sejam o resistivo e o capacitivo, existem outros tipos de ecrãs tácteis disponíveis, cada um com as suas próprias características e funcionalidades exclusivas.

touchscreen technologies

  • Resistivo
  • Capacitivo
  • Capacitivo concebido (P-Cap)
  • Infravermelho
  • SAW (Onda Acústica de Superfície)
  • Imagem Óptica

Saiba mais : Tipos de LCDs

Ecrãs sensíveis ao toque resistivos

Os ecrãs tácteis resistivos operam por meio da deteção da pressão aplicada à tela. Consistem em duas camadas flexíveis, geralmente feitas de poliéster e vidro, que são revestidas com uma fina camada de material condutor, como óxido de índio e estanho (ITO). Estas duas camadas estão separadas por pequenos pontos espaçadores.

Quando é aplicada pressão na tela, a camada flexível superior é empurrada para a camada inferior, criando contacto entre as duas camadas condutoras. Este contacto físico regista uma alteração na resistência elétrica, que o controlador do ecrã tátil processa para determinar a localização precisa do toque.

Diagrama de ecrã táctil resistivo
Diagrama de ecrã táctil resistivo

Os ecrãs tácteis resistivos são relativamente baratos e podem ser operados com vários dispositivos de entrada, como dedos, canetas ou luvas. No entanto, tendem a ter menor sensibilidade e clareza do que outras tecnologias de ecrã táctil.

Advantages

Work with thick gloves, pens, and styluses. Cost-effective and resistant to dust and moisture, making them ideal for industrial or outdoor use.

Disadvantages

Require pressure to register input. Lower clarity and limited multi-touch support. Shorter lifespan under heavy use. More design work is required for the user (no built-in controller).

Use Cases

Common in industrial devices, kiosks, and outdoor equipment, where thick gloves are required.

Ecrãs sensíveis ao toque capacitivos

Um ecrã táctil capacitivo identifica e reage às alterações na capacitância causadas pelo campo eletrostático do ecrã quando a superfície do ecrã é tocada.

Ao contrário dos ecrãs tácteis resistivos, os ecrãs tácteis capacitivos não dependem da pressão do ecrã para detetar um evento de toque.

Quando um utilizador toca no ecrã com o dedo ou com uma caneta feita de material condutor, isto provoca uma alteração na capacitância do ecrã no ponto de contacto. Esta alteração é detetada pelo controlador de toque capacitivo, que processa então a entrada e determina a localização exata do evento de toque.

Os ecrãs tácteis capacitivos são amplamente utilizados em smartphones, tablets e outros dispositivos eletrónicos devido à sua elevada sensibilidade, precisão e capacidade de resposta. Também suportam recursos multitoque, permitindo aos utilizadores realizar gestos como pinçar e aplicar zoom com várias entradas de toque simultâneas. No entanto, podem não funcionar bem com materiais não condutores, como luvas ou uma caneta normal, uma vez que estes materiais não interagem com o campo eletrostático do ecrã.

Advantages 

Higher clarity, fast response, and multi-touch support. Built-in controller.

Disadvantages

Do not work well with thick gloves. Sensitive to moisture and more costly.

Use Cases

Popular in smartphones, tablets, and modern consumer appliance interfaces.

Capacitivo Concebido (PCAP)

Os ecrãs tácteis capacitivos projetados usam uma grade de elétrodos para detetar entradas de toque. Os elétrodos, normalmente feitos de material condutor transparente, são colocados numa fina folha de vidro ou plástico que cobre o ecrã.

Quando um dedo ou uma caneta toca na superfície do ecrã táctil, a capacitância entre os elétrodos é alterada, o que é detetado pelo circuito controlador. O controlador calcula então a posição do toque com base nas alterações da capacitância e envia a entrada correspondente para o dispositivo.

Os ecrãs tácteis capacitivos projetados recebem este nome porque projetam um campo elétrico, e o método de deteção é baseado em mudanças na capacitância.

Diagrama de ecrã sensível ao toque capacitivo projetado
Diagrama de ecrã sensível ao toque capacitivo projetado

Projected capacitive touchscreens are known for their high accuracy, sensitivity, and durability. They are commonly used in smartphones, tablets, and other electronic devices. They also support multi-touch gestures, allowing users to interact with the device using two or more fingers simultaneously.

Advantages

Durable glass surface. Works through protective layers and supports full multi-touch.

Disadvantages

Requires bare skin, special styluses, or nitrile gloves. Higher cost and sensitive to interference.

Use Cases

Found in medical, high-end industrial, and consumer products.

Diferença entre capacitivo e capacitivo projetado

A principal diferença entre os ecrãs tácteis capacitivos e projetados é a forma como os elétrodos são construídos e dispostos. Os ecrãs tácteis capacitivos concebidos são normalmente mais sensíveis e precisos, o que os torna adequados para aplicações de ponta, como smartphones, tablets e painéis de controlo industriais.

Read our article explaining the differences between resistive and capacitive touchscreens to learn more about these two leading display technologies.

Ecrãs tácteis IR (infravermelhos)

Os ecrãs tácteis infravermelhos utilizam uma grelha de díodos emissores de luz (LEDs) e fotodetectores para detetar entradas de toque. Os LEDs emitem feixes de luz infravermelha, que estão dispostos em matrizes horizontais e verticais em torno das extremidades do ecrã. Os fotodetetores, localizados em frente aos LEDs, recebem continuamente estes feixes de luz infravermelha.

Quando um utilizador toca no ecrã, o seu dedo ou caneta interrompe os feixes de luz infravermelha, causando uma quebra na grelha. O sistema calcula então as coordenadas do ponto de toque com base nos feixes específicos que foram interrompidos. Esta informação é enviada para a unidade de processamento do dispositivo, que interpreta a entrada de toque e executa a ação correspondente.

Como funcionam os ecrãs sensíveis ao toque infravermelhos
Como funcionam os ecrãs sensíveis ao toque infravermelhos

Os ecrãs tácteis infravermelhos oferecem diversas vantagens, incluindo alta durabilidade e resistência a riscos, poeira e água. Têm também a capacidade de trabalhar com quase qualquer objeto, incluindo estiletes ou mãos enluvadas, uma vez que não é necessário aplicar pressão para registar um toque. Os ecrãs de infravermelhos têm uma transmissão de luz e uma qualidade de imagem incríveis, pois não têm uma camada extra de vidro ou película sobre o ecrã. No entanto, a funcionalidade pode ser difícil sob luz solar intensa, por isso, normalmente são usados em ambientes internos. Também funcionam melhor com ecrãs maiores porque a altura do perfil pode ser limitativa.

Advantages

Detects input by interrupting infrared light beams, rather than requiring pressure or direct contact. Supports various input types with excellent clarity.

Disadvantages

Affected by dust or debris. Requires a bezel, which adds size.

Use Cases

Used in kiosks, signage, and large-format interactive displays.

SAW (Onda Acústica de Superfície)

Os ecrãs tácteis de ondas acústicas de superfície (SAW) são um tipo de tecnologia de toque que utiliza ondas ultrassónicas para detetar a entrada de toque na superfície do ecrã. A tela é feita de uma camada de vidro ou outro material transparente, com uma fina camada de material refletor na superfície da camada de vidro.

As ondas ultrassónicas são geradas por transdutores localizados nos cantos do ecrã e enviadas através da superfície do vidro. Quando um dedo, uma caneta ou outro objeto toca no ecrã, absorve algumas das ondas ultrassónicas, causando uma perturbação no padrão de ondas. Os transdutores detetam esta perturbação e podem depois calcular a localização e o tipo de entrada de toque.

Como funcionam os ecrãs sensíveis ao toque de ondas acústicas de superfície
Como funcionam os ecrãs sensíveis ao toque de ondas acústicas de superfície

Os ecrãs tácteis SAW oferecem diversas vantagens, incluindo alta clareza, durabilidade e fiabilidade. São também altamente responsivos e podem detetar até toques ou gestos leves. No entanto, são mais caros do que alguns outros tipos de ecrãs tácteis e podem não ser adequados para utilização em ambientes hostis, onde grandes quantidades de sujidade, pó ou água são uma preocupação.

Advantages

Accurate with a light touch from a finger or soft object.

Disadvantages

Not glove-compatible. Sensitive to contaminants and requires a clean environment.

Use Cases

Best for indoor kiosks, ticketing machines, and information terminals.

Saiba mais: Displays transmissivos vs. reflexivos vs. transfletivos

Ecrãs sensíveis ao toque de imagens ópticas

Os ecrãs tácteis com imagens ópticas utilizam sensores semelhantes aos das câmaras e algoritmos de processamento de imagem para detetar entradas de toque semelhantes às dos ecrãs tácteis infravermelhos. Quando um utilizador toca na superfície do ecrã táctil, os sensores detetam a mudança de luz e sombra causada pela pressão e pelo movimento do toque.

Como funcionam os ecrãs sensíveis ao toque de imagens óticas
Como funcionam os ecrãs sensíveis ao toque de imagens óticas.

Comparativamente aos ecrãs tácteis capacitivos ou resistivos, os ecrãs tácteis de imagens ópticas não são tão populares ou amplamente utilizados no mercado.

Os ecrãs tácteis de imagens ópticas são conhecidos pela sua durabilidade, pois não são suscetíveis ao desgaste por contacto físico como outros ecrãs tácteis. São comummente utilizados em quiosques públicos, displays interativos e aplicações de jogos. No entanto, podem não ser tão responsivos ou sensíveis como outros tipos de ecrãs tácteis e podem não suportar gestos multitoque.

Advantages

Works with any input. Suitable for large displays and preserves clarity.

Disadvantages

Less precise for small inputs. Affected by ambient light and requires space for sensors.

Use Cases

Used in conference displays, whiteboards, and public kiosks.


Future Outlook: What’s Next for touchscreen Tech?

Touchscreen technology is shifting from surface interaction to seamless integration. In-cell and on-cell designs are reducing thickness and improving clarity by embedding the touch layer directly into the display. Flexible and bendable screens are expanding design possibilities, especially in wearables and next-generation interfaces.

Looking ahead, bezel-free infinity displays and projectable touch systems that turn any surface into a screen point toward a future where displays are no longer fixed. As these innovations mature, the challenge will be balancing performance, durability, and cost.

At Newhaven Display, we believe the next generation of touch systems will prioritize adaptability. These displays will not only respond to touch but also be designed around how people move, work, and interact across environments.



Conclusão

Touchscreens have become central to modern technology, powering everything from industrial systems to consumer electronics. While capacitive and resistive touchscreens lead in adoption, other types like infrared, surface acoustic wave, and optical imaging continue to serve important roles in specialized environments.

Each technology offers its own set of strengths, shaped by how and where it is used. As touch interfaces become more adaptable and integrated, their role in product design continues to grow to meet the changing needs of users and industries. Newhaven Display helps manufacturers explore these options, delivering touch solutions that are reliable, functional, and built for long-term success.

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11 de abril de 2023 Equipa Newhaven

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