Základným optickým princípom efektu difúzie svetla LED tienidiel je to, že keď svetlo prechádza cez difúznu vrstvu vyrobenú zo substrátov, ako je PC/PMMA/PS, narazí na médium (difúzne častice) s odlišným indexom lomu, čo vedie k viac{0}}uhlovému a viac{1}}smernému lomu, odrazu a rozptylu, čím sa premení na jednotný povrchový zdroj svetla. Jeho optický základ sa riadi zákonmi odrazu (uhol dopadu sa rovná uhlu odrazu) a lomu (pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je konštantný).
Vývoj LED tienidiel úzko súvisí s materiálovým pokrokom. V počiatočných fázach vývoja LED osvetlenia sa používalo sklo, ktoré však bolo krehké a malo slabý rozptyl svetla. Následne sa použila priehľadná živica, ktorá síce mala vysokú priepustnosť, ale mala neuspokojivé rozptylové účinky a zakrývanie svetelného zdroja. Biela lepenková živica mala problém s príliš nízkou priepustnosťou. V konečnom dôsledku sa hlavným prúdom stali kompozitné materiály so špecifickými funkciami rozptylu svetla, ktoré vyrovnávajú požiadavky na vysokú priepustnosť svetla a dobré ukrytie svetelného zdroja.