液晶显示技术作为继CRT显示技术后的第二代显示技术,在近年来获得了巨大的发展。液晶显示器（Liquid crystal displays,LCD）在成本、功耗、分辨率、对比度、视角和响应时间方面都得到很大的改善,已然成为了市场上最为成熟的显示设备,但是传统LCD的动态范围有限,一般低于10³:1。而自然界中的亮度范围约为10^-610⁺88 cd/m²,人眼通过瞳孔的调节可以适应不同的亮度环境,从夜空下微弱的星光到夏日中耀眼的阳光,感知范围约为10^-310⁺⁵ cd/m²。即使在同一时刻,人眼也可以感觉到大约5个数量级的亮度范围。因此传统LCD难以满足人眼视觉,显示效果缺乏真实感。高动态范围显示技术就是用来在显示设备上最大限度地还原自然场景动态范围的技术,显示器的动态范围越高,对细节表现能力便越强,呈现的画面越具层次感。为解决传统显示系统在画面层次表现上的不足,本文通过对现行高动态范围显示技术的研究,提出了一种使用白和宝石蓝两种颜色发光二极管（White and emerald light emitting diodes,WE LEDs）阵列作为液晶屏背光源的双调制结构,对该结构在动态范围的提升和对色彩显示的改善在理论上进行了论证。依据该结构完成了高动态范围（High dynamic range,HDR）显示系统的设计,根据系统结构和功能将系统进行模块划分,详尽地介绍了显示系统的硬件结构和功能,概述了各模块的固件逻辑。此后对系统所使用的软件平台进行了介绍,在该平台的支持下通过实验测量,得出该系统峰值亮度为1258 cd/m²,黑色亮度低于0.02 cd/m²,色域覆盖率达45.65%。相较于传统显示器,显示系统的动态范围得到很大提高,所能呈现的层次感和色彩表现能力都得到了显著的提升。在显示算法方面,本文对用于LED-LCD双调制显示结构的显示算法进行了研究,并针对WE LEDs-LCD的显示结构提出了一种基于显像模型的HDR显示算法,详细地叙述了算法的思路与实现,该算法能够有效地实现层次丰富的HDR显示,并在宝石蓝色的表现上具有明显优势。