Temeljni optički princip koji stoji iza efekta difuzije svjetlosti LED sjenila je da kada svjetlost prolazi kroz difuzijski sloj napravljen od supstrata kao što je PC/PMMA/PS, ono nailazi na medij (čestice koje difuziraju) s različitim indeksom loma, što rezultira više-kutnim i više-smjernim lomom, refleksijom i raspršenjem, pretvarajući tako točkasti izvor svjetlosti u jednoliku površinsku svjetlost izvor. Njegova optička osnova slijedi zakone refleksije (upadni kut je jednak kutu refleksije) i refrakcije (omjer sinusa upadnog kuta i sinusa kuta loma je konstanta).
Razvoj LED sjenila usko je povezan s napretkom materijala. U ranim fazama razvoja LED rasvjete koristilo se staklo, ali bilo je krhko i slabo je raspršivalo svjetlo. Naknadno je korištena prozirna smola koja je, iako je imala visoku propusnost, imala nezadovoljavajuće efekte raspršenja i prikrivanja izvora svjetlosti. Smola za bijele ploče imala je problem pretjerano niske propusnosti. U konačnici, kompozitni materijali sa specifičnim funkcijama difuzije svjetlosti postali su mainstream, balansirajući zahtjeve visoke propusnosti i dobrog prikrivanja izvora svjetlosti.