El principi òptic bàsic darrere de l'efecte de difusió de la llum de les pantalles LED és que quan la llum travessa una capa de difusió feta de substrats com PC/PMMA/PS, es troba amb un mitjà (partícules difusores) amb un índex de refracció diferent, donant lloc a refracció, reflexió i dispersió multi-angle i multi-direccional, transformant així una font de llum puntual de superfície uniforme. La seva base òptica segueix les lleis de la reflexió (l'angle d'incidència és igual a l'angle de reflexió) i de la refracció (la relació entre el sinus de l'angle d'incidència i el sinus de l'angle de refracció és una constant).
El desenvolupament de pantalles LED està estretament relacionat amb els avenços dels materials. En les primeres etapes del desenvolupament de la il·luminació LED, es va utilitzar vidre, però era fràgil i tenia una mala difusió de la llum. Posteriorment es va utilitzar resina transparent que, tot i que tenia una gran transmitància, tenia efectes de dispersió i ocultació de la font de llum insatisfactoris. La resina de pissarra blanca tenia el problema de la transmitància excessivament baixa. Finalment, els materials compostos amb funcions específiques de difusió de la llum es van convertir en el corrent principal, equilibrant els requisits d'alta transmitància i una bona ocultació de la font de llum.