Plasmový displej jako takový je technologicky novější než LCD. Vynalezen byl roku 1964 (tehdy v monochromatické podobě) malým týmem vedeným Donaldem Blitzerem, tehdy osobou s doktorátem z elektrického inženýrství a asistujícím profesorem na Illinoiské univerzitě, nyní emeritním profesorem na státní univerzitě v Severní Karolíně.

Jednoduché vysvětlení principu říká, že plasmový displej se skládá z buněk mezi dvěma vrstvami skla. Tyto buňky jsou „zevnitř natřeny“ fosforeskující vrstvou a vyplněny vzácným plynem (xenon/neon). Před a za buňkami jsou elektrody přivádějící potřebné napětí. Je-li potřeba danou obrazovou buňku rozsvítit, přivede se na elektrody rozdíl napětí. To způsobí okamžitý pohyb iontů plynu, které vzájemně kolidují (plynný obsah buňky se mění v plasmu) a dochází tak k emisi fotonů.

V původním monochromatickém panelu, který se v osmdesátých letech používal třeba ve strojích z PLATO (Programmed Logic for Automatic Teaching Operations, viz dále) a také noteboocích tehdejší doby (pěkně to na svém blogu shrnul Jiří Zíma), stačil k emisi světla malý rozdíl napětí mezi oběma elektrodami a samozřejmě se obrazové buňky obešly bez vnitřního „nátěru“, ten u barevných displejů určuje barvy dané buňky, tedy subpixelu. Do neonu se přidávalo malé množství dusíku pro zlepšení hystereze.

V barevných panelech je zadní strana každé buňky pokryta zmiňovanou fosforeskující vrstvou. Emitované fotony v ultrafialovém pásmu interagují s touto vrstvou, čímž dochází k emisi viditelného světla dané barvy. V principu je funkce plasmové buňky shodná s fluorescenční lampou.

Stejně jako u LCD i CRT je obraz výsledného pixelu skládá pomocí RGB subpixelů. Změnou intenzity proudových pulsů „vybuzujících“ jednotlivé subpixely (v řádu tisíců za vteřinu) určuje systém intenzitu každé barvy z RGB subpixelů, tedy reguluje jas dané barevné složky pixelu. Plasmový displej je tak schopen, stejným způsobem jako CRT, u kterých se to vždy velice cenilo, produkovat většinu viditelných barev.

A teď to hlavní: protože úroveň emise světla řídí pouze každá jednotlivá buňka a není zde žádné globální podsvětlení, ať již CCFL trubicemi nebo polem LED (jako je tomu u LCD), umí plasmový displej, narozdíl právě od LCD, zobrazit (téměř) skutečnou černou barvu (tím, že jsou všechny tři subpixely vypnuté).