Prinsip inti optik di balik efek difusi cahaya kap lampu LED adalah ketika cahaya melewati lapisan difusi yang terbuat dari substrat seperti PC/PMMA/PS, cahaya tersebut bertemu dengan media (partikel yang menyebar) dengan indeks bias berbeda, sehingga menghasilkan pembiasan, pantulan, dan hamburan multi-sudut dan multi-arah, sehingga mengubah sumber cahaya titik menjadi sumber cahaya permukaan yang seragam. Basis optiknya mengikuti hukum pemantulan (sudut datang sama dengan sudut pantul) dan refraksi (perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias adalah konstan).
Perkembangan kap lampu LED erat kaitannya dengan kemajuan material. Pada tahap awal pengembangan pencahayaan LED, kaca digunakan, tetapi kaca tersebut rapuh dan difusi cahayanya buruk. Resin transparan kemudian digunakan, yang meskipun memiliki transmitansi tinggi, memiliki efek hamburan dan penyembunyian sumber cahaya yang tidak memuaskan. Resin papan tulis memiliki masalah transmisi yang terlalu rendah. Pada akhirnya, material komposit dengan fungsi difusi cahaya tertentu menjadi yang utama, menyeimbangkan persyaratan transmisi tinggi dan penyembunyian sumber cahaya yang baik.