Igihaljad puud on talvise pööripäeva tähistamisel hoidnud erilist kohta. Aasta lühima päeva ja talve ametliku alguse tähistamiseks riputasid kristluse-eelses Euroopas inimesed igihaljaid okasid uste ja akende kohale, kui talismani, et kurjust eemale hoida, ning sümboliks kevade ja igavese elu lootusele. Kuna kristlus levis Euroopas 3. ja 4. sajandil pKr, lülitati jõuludesse igihaljaste poegadega kaunistamise traditsioon.
Elusate igihaljaste puude toomine siseruumides ja nende kaunistamine sai 16. sajandi Saksamaal traditsiooniks. Protestantlik reformierakondlane Martin Luther on ajalooliselt tunnustatud oma kodu jõulukuuskedele küünlate ja valgustuse lisamisega pärast seda, kui nad on öösel tähtede poolt valgustatud puid näinud. Küünaldega valgustatud puudest sai saksa traditsioon, mille viisid varase saksa asunikud USA-sse, ehkki neist ei saanud USA-s sensatsiooni, kuni ajakirjas The Illustrated London News avaldati Briti kuningliku pere jõulupuu graveering Windsori lossis . aastal 1848. Prints Albert oli sakslane ja kuninganna Victoria ema oli samuti sakslane, nii et kaunistatud puud olid kuninglikule perekonnale midagi tuttavat. See graveering, millel oli kaunistustega kaetud mitmetasandiline puu ja süüdatud küünlad, populariseeris jõulupuud. Nad olid päeva trendi kehtestajad; nagu Victoria ja Albert tegid, järgnes ülejäänud maailm.
Kuninganna Victoria, prints Alberti ja nende laste graveering, mis imetles kuninglikku jõulupuud 1848. aasta detsembris (Websteri muuseum) Küünaldega puu süütamine oli väga ohtlik; puu pidi värske olema. Tavaliselt hõlmasid jõulukuuse süütamine ämbrid, mis olid täidetud veega lähedale, et puu tuhastada, kui see või lähiümbrus põles. Kõike neid ettevaatusabinõusid arvestades süüdataks küünlad jõululaupäeval üks kord.
Aastal 1882, pärast seda, kui Thomas Edison töötas välja praktilise elektripirni, lõi Edward Johnson, tema sõber ja Edisoni valgustusettevõtte partner Edward Johnson esimese komplekti “jõulutuled”, mis koosnes 80 punasest, valgest ja sinisest tulest, mille ta ümber keerutas tema jõulupuu. 1895. aastal süüdati Valge Maja jõulupuu sadade mitmevärviliste hõõglampidega.
1901 General Electricu reklaam Hõõglambid valgustasid jõulupuid kogu 20. sajandi vältel. Ehkki tehti parandusi, toimisid nad kõik samamoodi nagu Edisoni originaallamp: elektrivool voolas hõõglambis, hõõgniit soojeneb elektritakistuse abil, pirn kuumeneb väga kiiresti ja hõõgniidi metallid tekitavad valgust muutuvad nii kuumaks, et elektronid erutuvad kõrgemale orbitaaltasandile ja langevad peaaegu kohe tagasi oma algsele orbitaaltasandile.
Tekkiva valguse värvus on otseselt seotud elektronide ergutamisega valgusallika valmistamiseks kasutatud materjalis. Elektronid hüppavad ühelt orbitaaltasandilt, mida nimetatakse HOMO-ks ehk kõrgeima hõivatud molekulaarse orbitaaliga, järgmisele LUMO-le ehk madalaimale hõivatule molekulaarsele orbitaalile ja kui elektron tagasi lõdvestub, eraldub elektromagnetiline kiirgus, näiteks nähtav valgus. Elektromagnetilise kiirguse olemus on seotud kahe taseme vahelise kaugusega (HOMO-LUMO).
Selle ergastuse tekitatud valguse värvus sõltub ka orbitaaltasandi vahelisest kaugusest. Traditsioonilised Edisoni (hõõglambid) pirnid annavad valget valgust, kuna energiatasemeid on palju erinevaid, seega toodetakse kõiki spektri värve. Sellepärast laguneb lambipirnist valge valguse prisma kaudu see eri värvi.
Hõõglambid pole eriti energiasäästlikud - hea protsent energiast läheb kaotsi soojuse kadumisel. Ja kuigi hõõglambid on palju ohutumad kui puu süütamiseks küünlad ja neid saab kasutada mitu korda, kuumenevad nad siiski väga kuumaks. Paljud kuivad jõulupuud on süttinud tulest, mille põhjustavad sibulad, mis süütavad kuivi, eriti tuleohtlikke igihaljaid nõelu.
Teisest küljest pakuvad LED (valgusdioodid) jõulutuled energiatõhususe ja temperatuuri, aga ka uute valgustuse kujunduste ja tehnikate eeliseid. LEDid tekitavad valgust samamoodi nagu hõõglambid kvanttasandil: elektronid erutuvad ja eraldavad lõõgastumisel valgust. Erinevus seisneb selles, kuidas see erutus toimub: LED-i puhul erutab materjalist läbi kulgev elekter otseselt elektrone, mitte soojust. Selle protsessi käigus tarbivad LED-tuled 80–90 protsenti vähem energiat kui võrreldavad hõõguvad jõulutuled.
LED-sid patenteerisid esmakordselt James Biard ja Gary Pittman, töötades samal ajal Texas Instrumentsis. Nende patent (patent nr 3 293 513) pealkirjaga “Semiconductor Radiant Diode”, mis anti välja 20. detsembril 1966, kirjeldas esimest patenteeritud tahkes olekus seadet elektrienergiat toota. Gallium-arseniidi diood tekitas infrapunavalgust, mis pole inimese silmale nähtav.
JR Biard jt "Semiconductor Radiant Diode", patenteeritud 20. detsembril 1966 (USA patent nr 3 293 513) General Electricus töötades leiutas Nick Holonyak esimese LED-i, mis tootis nähtavat valgust, antud juhul punast, modifitseerides gallium-arseniidi fosforiga, mis muutis kristallide kiirgava valguse infrapunast punaseks. Selle töö alust katab tema patent (patent nr 3 249 473), mis anti välja 3. mail 1966.
Erinevalt hõõglampidest, mis tekitavad laia valgusspektrit ja paistavad valged, kui need pole värvi muutmiseks kaetud, annavad LED-tuled värvi sõltuvalt valguse tekitamiseks valitud ühenditest: LED-jõulutuled võivad olla punased. ühendid, mis kiirgavad punast tuld, sinised ühenditest, mis kiirgavad sinist valgust jne. Valged LED-tuled on erinevad. On vähe materjale, näiteks ütrium-alumiiniumgranaat (Y 3 AL 5 O 12 ), mis LED-ide sisse panemisel tekitavad valget valgust. Enamik valgeid LED-tulesid tekitab valgust, kombineerides hõõglambi struktuuris hoolikalt erinevaid valgust kiirgavaid ühendeid (nt tavaliselt sinist kiirgavat ühendit, punast kiirgavat ühendit ja rohelist kiirgavat ühendit).
Suur edu punaste LED-ide tootmisel tuli Paul Bailey ja tema Monsanto juures töötavate kolleegide tööst, kellele anti Pat. Nr 4 039 890, 2. augustil 1977. Nad leiutasid kahemõõtmelise LED-de massiivi, milles tulesid saaks eraldi juhtida. Ehkki see struktuur tekitas ruudustikus punase valguse, on selle ala asjatundjad hõlpsasti ette nägema teisi kombinatsioone ja materjale, et saada erinevaid värvilisi või mitmevärvilisi kuvasid. "
Bailey jt "integreeritud pooljuhtide valgust kiirgav ekraanimassiiv", patenteeritud 2. augustil 1977 (USA patent nr 4 399 890) See algne patent andis aluse LED-ekraanide kuvamiseks, mida kasutatakse kõige jaoks alates arvutitest kuni telerite ja telefonideni. LED-ekraanid annavad erinevaid värve, segades punaseid, rohelisi ja siniseid tulesid erinevates kombinatsioonides; RGB (punane-roheline-sinine) värvimudeli alusel saab neist kolmest värvist toota mis tahes värvi.
Kaasaegne punaste, roheliste ja siniste tulede LED-valik (Martin Kraft WikiCommonsi kaudu) Kaasaegses LED-is sisalduv pikslite arv loob aluse häälestatavatele jõulutuledele ja kuvaritele, kus üksikuid tulesid saab juhtida. Samamoodi, kui ekraanil olev piksel muudab pildi osa kuvamiseks värvi, võivad sama pirni punase, rohelise ja sinise valgusdioodiga jõulutuled tekitada nii vikerkaare värve kui ka valget valgust. Üksikuid tulesid saab sisse ja välja lülitada ning värvi muuta.
Nüüd võib jõulupuul olla üks tulede komplekt ja lasta neil muuta soovitud värvi. Seda tüüpi tehnoloogia võimaldab kasutada ka suuri väliskuvasid, kus tuled saavad nii tantsida üle hoone kui ka muuta muusikaga sünkroonitud värve. Nendel tuledel ja elektroonilistel juhtseadmetel, mis on iga aastaga nutitelefonidele nutitelefonidele kättesaadavamaks muutunud, on televiisoriekraanidel rohkem ühist kui varase punase, valge ja sinise tulega, mille Edward Johnson oma jõulupuu ümber mässis.
24. detsembril 2013 sai Pat. Nr. 6 614, 632 anti Kenneth Wellsile ja Victor Hatchile “Meetodi ja aparatuuri jaoks vastavalt valguse allika juhtimiseks heli allikas”. See süsteem juhib RGB tulesid ja teisendab helilained signaalideks, mis juhib tulesid., nii et tulede muusikale programmeerimise asemel saab süsteemil muusikat tõlgendada ja luua valgusshow.
Wells et al. "Meetod ja aparatuur vastavalt valgusallika juhtimiseks heli allikas", patenteeritud 24. detsembril 2013 (USA patent nr 8 614 632) Kuhu siis jõulukuuse tuled siit lähevad? Mul on mõned ennustused.
Valgete LED-tulede värv paraneb ja kuna üha rohkem inimesi kasutab LED-tulesid, vähenevad energiatarbimine ja töötavate tulede maksumus. Jõulupuude valgustuse viis areneb edasi ja tuled muutuvad järjest vähem nagu kasutatud hõõglambid; need võivad olla väikesed ja samal ajal heledad ega pea omama originaalse lambipirni kuju.
Wainwrighti "Leegi simuleeriv seade", patenteeritud 24. oktoobril 2006 (USA patent nr 7 125 142) Oskan isegi kujutada ohutumat versiooni küünlatest, mis süütasid Martin Lutheri ning Victoria ja Alberti puud. Lõppude lõpuks, nagu leiutaja Harry Wainwright kirjeldas oma 2006. aasta patendis leeki simuleerivat seadet, saab LED-e korraldada nii, et need näeksid välja nagu tõelised küünlad.
