Sachverhalt:
A. Am 5. Juli 2011 leitete der Kanton Zürich, vertreten durch das kantonale Steueramt, gegen X._ für den Betrag von Fr. 639.25 (Direkte Bundessteuer 2006) nebst Zins und Verzugszins beim Betreibungsamt Luzern die Betreibung Nr. _ ein.
B. Mit Entscheid vom 30. November 2011 erteilte das Bezirksgericht Luzern die definitive Rechtsöffnung. Die hiergegen erhobene Beschwerde sowie das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wies das Obergericht des Kantons Luzern mit Entscheid vom 12. März 2012 ab, soweit darauf einzutreten war.
C. Gegen diesen Entscheid hat X._ am 13. Mai 2012 eine mit "Beschwerde" betitelte Eingabe eingereicht mit den Begehren um dessen Aufhebung und Erteilung der unentgeltlichen Rechtspflege. Sodann verlangt er zusammengefasst die Einsetzung einer nicht-zürcherischen und nicht-luzernischen Untersuchungsinstanz zur neutralen Untersuchung der aktenkundigen Missstände, die künftige Bearbeitung seiner Angelegenheiten durch unbefangene Instanzen, da sämtliche Mitglieder des Obergerichts befangen und zu weiteren Äusserungen oder Entscheidungen unbefugt seien, die Anweisung der Zürcher Steuerbehörden zur Einstellung ihres seit Jahren gegen ihn geführten Terrors, die Löschung der Betreibungsregistereinträge sowie die Beauftragung einer unabhängigen Gerichtsbehörde mit der Prüfung der vom Steueramt begangenen Straftatbestände. Mit Verfügung vom 22. Mai 2012 wurde der Antrag auf aufschiebende Wirkung abgewiesen. Es wurden keine Vernehmlassungen eingeholt.

Erwägungen:
1. Angefochten ist ein Rechtsöffnungsentscheid, dessen Streitwert weniger als Fr. 30'000.-- beträgt. Der Beschwerdeführer behauptet zwar einen materiellen Schaden von Fr. 538'620.85 infolge "schludriger Bearbeitung durch die Gerichte" sowie immaterielle Schäden infolge Rufschädigung und Diskreditierung. Indes bemisst sich der für das bundesgerichtliche Verfahren relevante Streitwert anhand der Begehren, wie sie vor der Vorinstanz streitig blieben (<ref-law>). Dies ist, wie das Obergericht in der Rechtsmittelbelehrung zutreffend festhielt, der Betrag von Fr. 639.25 (ohne Zins und Verzugszins), für welchen Rechtsöffnung verlangt wurde. Der für die Beschwerde in Zivilsachen erforderliche Mindeststreitwert ist mithin nicht erreicht (<ref-law>) und es steht ausschliesslich die subsidiäre Verfassungsbeschwerde zur Verfügung (<ref-law>).
Mit der subsidiären Verfassungsbeschwerde kann einzig eine Verletzung verfassungsmässiger Rechte gerügt werden (<ref-law>), wofür das strenge Rügeprinzip gilt (Art. 106 Abs. 2 i.V.m. <ref-law>). Das bedeutet, dass das Bundesgericht nur klar und detailliert erhobene und soweit möglich belegte Rügen prüft, während es auf ungenügend begründete Rügen und rein appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid nicht eintritt. Wird die Verletzung des Willkürverbots gerügt, reicht es sodann nicht aus, die Lage aus Sicht des Beschwerdeführers darzulegen und den davon abweichenden angefochtenen Entscheid als willkürlich zu bezeichnen; vielmehr ist im Einzelnen darzulegen, inwiefern das kantonale Gericht willkürlich entschieden haben soll und der angefochtene Entscheid deshalb an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet (<ref-ruling> E. 2.2 S. 246).
2. Nicht einzutreten ist auf die Beschwerde, soweit direkt der bezirksgerichtliche Entscheid kritisiert wird, da nur der obergerichtliche Entscheid Anfechtungsobjekt sein kann (<ref-law>). Sodann kann die Löschung von Betreibungsregistereinträgen nicht Gegenstand des Rechtsöffnungsverfahrens sein.
In der Sache selbst macht der Beschwerdeführer über weite Strecken direkt Gesetzesverletzungen geltend, worauf bei der subsidiären Verfassungsbeschwerde nach dem Gesagten nicht eingetreten werden kann. Ebenso wenig ist auf die polemische Pauschalkritik am Gerichtsbetrieb insgesamt und besonders an den Zürcher Steuerbehörden und den Luzerner Gerichten einzutreten, weil das Bundesgericht nicht deren Aufsichtsbehörde ist. Daher sind auch alle Begehren unzulässig, mit welchen irgendwelche Untersuchungen und Weisungen gegenüber diesen Behörden anbegehrt werden.
Unzulässig sind ferner Ausstandsgesuche auf Vorrat; der Ausstand von Gerichtsmitgliedern kann nur im Zusammenhang mit einem konkreten Verfahren verlangt werden. Soweit die Befangenheit der Oberrichter im vorliegenden Verfahren behauptet wird, mangelt es an einer sachlichen Begründung, erschöpft sie sich doch in einer Schimpftirade sowie in allgemeinen Korruptions- und Begünstigungsvorwürfen, insbesondere weil die Gerichtsmitglieder nicht wie verlangt gegen die involvierten Behörden von Amtes wegen Strafanzeigen erhoben und sich damit ihrerseits strafbar gemacht hätten.
3. Das Obergericht hat mit Bezug auf die Kritik des Beschwerdeführers, das Bezirksgericht habe ihm den Entscheid absichtlich kurz vor Weihnachten zugestellt, so dass eine Beschwerde innert Frist nicht mehr möglich gewesen sei, erwogen, dass die zehntägige Beschwerdefrist als gesetzliche Frist nicht erstreckt werden könne und er aufgrund des hängigen Rechtsöffnungsverfahrens auch jederzeit mit dem betreffenden Entscheid habe rechnen müssen. Er habe den bezirksgerichtlichen Entscheid am 16. Dezember 2011 entgegengenommen und die Beschwerdefrist wäre unter Berücksichtigung der Betreibungsferien und der Feiertagsregelung am 5. Januar 2012 ausgelaufen. Die am 10. Januar 2012 eingereichte Beschwerde sei damit eigentlich zu spät erfolgt. Weil ihm auf sein Erstreckungsgesuch hin mit obergerichtlicher Verfügung vom 4. Januar 2012 mitgeteilt worden sei, dass gesetzliche Fristen nicht erstreckt werden könnten, aber unterlassen worden sei, ihm ebenfalls mitzuteilen, dass die Beschwerdefrist bereits am 5. Januar 2012 ablaufe, rechtfertige es sich nach Treu und Glauben, auf die Beschwerde dennoch einzutreten.
Die in diesem Zusammenhang geltend gemachten Gehörsrügen des Beschwerdeführers sind nicht nachvollziehbar; es ist nicht ersichtlich, inwiefern sein rechtliches Gehör verletzt worden sein könnte, wenn das Obergericht über die abgelaufene Frist hinweggegangen ist und die Beschwerde materiell geprüft hat. Ebenso wenig sind in diesem Zusammenhang angeblich willkürliche Sachverhaltsfeststellungen ersichtlich. Mit Bezug auf die angeblich verweigerte Akteneinsicht legt der Beschwerdeführer weder dar, wann und wo er dies verlangt hätte, noch zeigt er auf, inwiefern einem allfälligen Ersuchen nicht stattgegeben worden wäre.
4. Das Obergericht hat dem Beschwerdeführer die unentgeltliche Rechtspflege verweigert mit der Begründung, er habe nur zwei Seiten des achtseitigen amtlichen Formulars ausgefüllt und eingereicht, weshalb das Gesuch ungenügend sei.
Mit dieser Begründung setzt sich der Beschwerdeführer nicht in der nötigen Substanziierung auseinander; insbesondere ist keine Verfassungsverletzung darzutun mit der Behauptung, die anderen Seiten hätten die Verhältnisse seiner Ehefrau betroffen. Sodann ergibt sich keine Verletzung aus dem Umstand, dass das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege zusammen mit dem Hauptentscheid entschieden wurde: Die Beschwerde erfolgte am 10. Januar 2012, das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege am 28. Januar 2012, und das Obergericht wies zutreffend darauf hin, dass die unentgeltliche Rechtspflege gemäss <ref-law> in der Regel nicht rückwirkend greift; etwas anderes ergibt sich auch aus <ref-law> nicht (vgl. <ref-ruling>; Urteil 5A_843/2009 vom 23. Februar 2010 E. 4.3).
5. Weder Art. 6 EMRK noch Art. 2, 5, 7, 8, 9, 13, 29 oder 30 BV sind verletzt im Zusammenhang mit der zutreffenden Erwägung des Obergerichts, der Beschwerdeführer könne sich im Verfahren der definitiven Rechtsöffnung nicht umfassend materiell äussern, sondern er hätte dies im seinerzeitigen Steuerveranlagungs- bzw. im Rechtsmittelverfahren vor Verwaltungsgericht tun müssen: In der Tat kann bei der definitiven Rechtsöffnung einzig die Verjährung angerufen oder durch Urkunden bewiesen werden, dass die Schuld seit Erlass des Rechtsöffnungstitels getilgt oder gestundet worden ist (<ref-law>). Solches ist nicht darzutun mit der Behauptung, das Steueramt habe nicht bewiesen, dass die Steuern nicht korrekt bezahlt worden seien, und es habe in böswilliger Racheabsicht angebliche Steuerforderungen erfunden, um dann davon auszugehen, er habe diese in eigener Sache ausgestellten Papiere als Rechtsöffnungstitel akzeptiert. In diesem Zusammenhang (Vorliegen eines Rechtsöffnungstitels und fehlende taugliche Einwendungen) ist nicht ersichtlich, inwiefern der angefochtene Entscheid willkürlich sein soll.
6. Zusammenfassend ergibt sich, dass die Eingabe vom 13. Mai 2012 als subsidiäre Verfassungsbeschwerde entgegenzunehmen und abzuweisen ist, soweit auf sie eingetreten werden kann. Wie die vorstehenden Erwägungen zeigen, war die Beschwerde von Anfang an aussichtslos, weshalb es an den materiellen Voraussetzungen für die unentgeltliche Rechtspflege fehlt (<ref-law>) und das betreffende Gesuch abzuweisen ist. Die Gerichtskosten sind dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die subsidiäre Verfassungsbeschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 500.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Luzern, 2. Abteilung, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 17. August 2012
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Das präsidierende Mitglied: Escher
Der Gerichtsschreiber: Möckli