LED發出的光線經由導光板通過光學作用形成面光源，然后在擴散板、增光膜散發出亮度顏色均勻的光斑。但是由于使用擴散板和增光膜都會使得成本過高，而且過度使用還會導致光線的損耗加劇，所以基本上是通過對導光板的光學設計--側下式背光設計增加導光板的出光均勻度。以下是光學設計的分析：
第一是LED光線的與導光板內部的耦合。
第二是導光板的光學結構設計。
導光板與LED光線的耦合設計分為直接耦合和間接耦合。直接耦合的結構簡單，可以提高LED光線進入導光板的效率。缺點就是RGB三色光線進入導光板不能充分的混合，出光的顏色均勻度不高，對于導光板內光程較短的結構影響特別明顯。而間接耦合的優點可以充分混色，而光線在射進導光板之前會散射、霧化，提高均勻性。還有一種方式是可以通過自由曲面的耦合設計提高光線的均勻性，這些設計都是應用了自由曲面反射鏡，相應的也減少了系統的體積。
導光板的結構設計。導光板通過使用激光均勻打點的方法，在面板的散射網點改變側邊射入光線的方向，然后形成面光源，不過需求的是亞克力材質的導光板，相對于其他的材質的導光板就難以實現最佳效果。對于這種的導光板設計，亮度和均勻度都足夠滿足目前的而應用要求，優勢明顯。