Sachverhalt: A. Der 1963 geborene, zuletzt vom 1. April 2001 bis zur gesundheitsbedingten Kündigung auf 31. März 2006 als Zimmereimitarbeiter in der Firma L._ AG tätig gewesene A._ meldete sich am 6. April 2006 (Posteingang) mit Hinweis auf Rückenschmerzen bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Die IV-Stelle des Kantons Thurgau klärte in der Folge die beruflichen Verhältnisse ab und holte zahlreiche medizinische Unterlagen ein, darunter das von ihr veranlasste bidisziplinäre Gutachten des Zentrums X._ vom 18. Dezember 2007 und den Arztbericht der Klinik I._ für Psychiatrie und Psychotherapie vom 21. April 2008, wo sich der Versicherte - in Nachachtung einer Aufforderung der IV-Stelle vom 15. Januar 2008, sich spätestens bis 31. März 2008 einer stationären psychiatrischen Behandlung zu unterziehen - vom 27. März bis 17. April 2008 aufgehalten hatte. Am 30. Mai/17. Juni 2008 erfolgte eine interdisziplinäre Untersuchung durch den Regionalen Ärztlichen Dienst, welcher am 8. August 2008 darüber einen Bericht vorlegte. Gestützt darauf sprach die IV-Stelle dem Versicherten mit Verfügung vom 20. Februar 2009 rückwirkend ab 1. Oktober 2006 eine bis 30. April 2008 befristete ganze Invalidenrente (Invaliditätsgrad: 100 %) zu; anschliessend betrage der Invaliditätsgrad aufgrund einer zumutbarerweise verwertbaren Restarbeitsfähigkeit von 80 % in leidensangepassten Tätigkeiten nurmehr rentenausschliessende 34 %. B. Die dagegen erhobene Beschwerde des A._ mit dem Antrag, in Aufhebung der Verfügung vom 20. Februar 2008 sei ihm mit Wirkung ab 1. Oktober 2006 eine unbefristete ganze Invalidenrente zuzusprechen, wies das Verwaltungsgericht des Kantons Thurgau mit Entscheid vom 26. August 2009 ab. C. Mit Beschwerde "in sozialversicherungsrechtlichen" (recte: öffentlich-rechtlichen) Angelegenheiten lässt A._ sein vorinstanzlich gestelltes Rechtsbegehren erneuern, ergänzt um den Eventualantrag, die Sache zur ergänzenden Sachverhaltsabklärung und Neuverfügung an die Verwaltung zurückzuweisen.