El principio óptico central detrás del efecto de difusión de la luz de las pantallas de lámparas LED es que cuando la luz pasa a través de una capa de difusión hecha de sustratos como PC/PMMA/PS, encuentra un medio (partículas que se difunden) con un índice de refracción diferente, lo que da como resultado refracción, reflexión y dispersión multi{0}}ángulo y multi-direccional, transformando así una fuente de luz puntual en una fuente de luz de superficie uniforme. Su base óptica sigue las leyes de la reflexión (el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión) y la refracción (la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es una constante).
El desarrollo de pantallas de lámparas LED está estrechamente relacionado con los avances materiales. En las primeras etapas del desarrollo de la iluminación LED, se utilizó vidrio, pero era frágil y tenía poca difusión de la luz. Posteriormente se utilizó resina transparente que, si bien tenía una alta transmitancia, tenía efectos de dispersión y ocultación de la fuente de luz insatisfactorios. La resina de pizarra blanca tenía el problema de una transmitancia excesivamente baja. Al final, los materiales compuestos con funciones específicas de difusión de la luz se convirtieron en la corriente principal, equilibrando los requisitos de alta transmitancia y buena ocultación de la fuente de luz.