O principal princípio óptico por trás do efeito de difusão de luz dos abajures LED é que quando a luz passa através de uma camada de difusão feita de substratos como PC/PMMA/PS, ela encontra um meio (partículas difusoras) com um índice de refração diferente, resultando em refração, reflexão e espalhamento multi-ângulo e multi{1}}direcional, transformando assim uma fonte de luz pontual em uma fonte de luz de superfície uniforme. Sua base óptica segue as leis da reflexão (o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão) e da refração (a razão entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração é uma constante).
O desenvolvimento de abajures LED está intimamente relacionado aos avanços dos materiais. Nas fases iniciais do desenvolvimento da iluminação LED, foi utilizado vidro, mas era frágil e tinha fraca difusão de luz. Posteriormente foi utilizada resina transparente que, embora apresentasse alta transmitância, apresentava efeitos de dispersão e ocultação da fonte de luz insatisfatórios. A resina do quadro branco tinha o problema de transmitância excessivamente baixa. Em última análise, os materiais compósitos com funções específicas de difusão de luz tornaram-se a tendência dominante, equilibrando os requisitos de alta transmitância e boa ocultação da fonte de luz.