Un "Semplice" principio di base
L'idea di base dietro il funzionamento degli schermi al plasma è abbastanza semplice: ogni sotto-pixel è una lampadina fluorescente microscopica che emette un colore primario - rosso, verde o blu. Modificando l'intensità della luce emessa dai sotto-pixel è possibile visualizzare un'infinità di colori.
Il principio dietro allo schermo al plasma è lo stesso che permette il funzionamento dei tubi fluorescenti tanto familiari a tutti noi: un gas rarefatto (per esempio l'argon) viene sigillato all'interno di un tubo. Ad ogni estremità ci sono elettrodi ai quali viene applicata elettricità ad alto voltaggio, nell'ordine di centinaia di volt. Il gas all'interno del tubo è elettricamente neutro ma l'eccitazione dovuta alla corrente lo trasforma in plasma: un gas composto da elettroni liberi e ioni positivi (la somma delle cariche rimane neutra). A causa della differenza di potenziale di centinaia di volt, gli elettroni scorrono verso l'elettrodo positivo, mentre gli ioni positivi vengono attratti dal terminale negativo del tubo. Questa movimentazione produce impatti tra gli atomi i quali, impattando, acquistano energia e i propri elettroni passano in un'orbita a energia superiore. Quando ritornano alla loro orbita originale liberano un fotone: un "quantum" di luce.
La luce rilasciata è quindi il risultato del movimento del plasma sotto gli effetti di un forte campo elettrico. Ma non è sufficiente applicare continue differenze di potenziale sui terminali del tubo. Il plasma deve essere mantenuto in continuo movimento in modo che non smetta di emettere luce, per questo è necessario applicare sui terminali corrente alternata. Questi voltaggi causano la migrazione degli ioni del gas da un terminale all'altro, avanti e indietro.
C'è però un problema: la luce emessa dal plasma non è visibile. Si tratta infatti di radiazioni ultraviolette e gli UV sono invisibili ad occhio umano, per questo devono essere trasformate in qualcosa di visibile. La trasformazione viene effettuata ricoprendo la superficie interna del tubo con una polvere sensibile agli UV che emette luce bianca (nel caso di tubi per illuminazione convenzionale). Questa polvere, spesso chiamata fosforo, è un scintillatore: un materiale che converte una forma di radiazione in un'altra.
L'utilizzo di scintillatori non è una novità nel mondo delle tecnologie di visualizzazione. I Tubi a Raggi Catodici (CRT) contengono scintillatori che convertono il raggio di elettroni in luce rossa, verde o blu.