Det optiske kerneprincip bag lysdiffusionseffekten af LED-lampeskærme er, at når lys passerer gennem et diffusionslag lavet af substrater såsom PC/PMMA/PS, støder det på et medium (diffuserende partikler) med et andet brydningsindeks, hvilket resulterer i multi-vinkler og multi-retningsbestemt brydning, refleksion og dermed en ensartet lyskilde, der transformerer en punktlyskilde. Dets optiske grundlag følger lovene for refleksion (indfaldsvinklen er lig med reflektionsvinklen) og brydning (forholdet mellem sinus for indfaldsvinklen og sinus for brydningsvinklen er en konstant).
Udviklingen af LED-lampeskærme er tæt forbundet med materielle fremskridt. I de tidlige stadier af LED-belysningsudviklingen blev der brugt glas, men det var skrøbeligt og havde dårlig lysspredning. Der blev efterfølgende brugt transparent harpiks, som, selv om den havde høj transmittans, havde utilfredsstillende spredningseffekter og lyskildeskjul. Whiteboard-harpiks havde problemet med for lav transmittans. I sidste ende blev kompositmaterialer med specifikke lysdiffusionsfunktioner mainstream, hvilket balancerede kravene til høj transmittans og god lyskildeskjul.