本发明公开了一种基于自发光显示芯片和光波导的光学显示系统。该种光学显示系统包括1)一个或一个以上自发光显示芯片。其中红绿蓝的像素分别被聚集在一起，形成三个或以上的彩色显示区域；2)一个或多个光学显示系统把红绿蓝三个区域的光成像；3)一个或多个耦入装置，把红绿蓝显示区域的光耦入到一个或多个光波导中；4)一个或者几个叠加在一起的光波导；5)一个或多个耦出装置，把经过光波导传播一定距离的光束耦出光波导，打入到观察者的瞳孔眼中，在上述耦入装置和/或耦出装置中，分别包括一套合光装置，使得不同位置的红绿蓝显示区域重合在一起，形成一副全彩色的图像。本申请的技术方案克服了在自发光显示芯片上分别形成红绿蓝子像素的困难，可以实现高分辨率，超小型的显示装置。